LabVIEW – это среда графического программирования, которую используют технические специалисты, инженеры, преподаватели и ученые по всему миру для создания комплексных приложений в задачах измерения, тестирования, управления, автоматизации научного эксперимента и образования. В основе LabVIEW лежит концепция графического программирования – последовательное соединение функциональных блоков на блок-диаграмме. В среде LabView производилось моделирование токов и напряжений матричного преобразователя частоты (МПЧ) – рис. 1. Для этого использовались симуляторы синусоидальных сигналов, узлы, осуществляющие математические операции, компараторы, фильтры, приборы индикации и другие стандартные функции библиотек.
Преобразователь частоты для питания электропривода обеспечивает регулирование частоты вращения синхронного или асинхронного двигателя за счет изменения частоты напряжений на обмотках статора. На рис. 2 приведена схема трехфазно-трехфазного матричного преобразователя частоты (МПЧ). Показанные на схеме ключи – это полностью управляемые симметричные (двунаправленные) ключи. В схеме имеется возможность присоединения любой фазы выхода к любой фазе входа, а также закорачивания всех фаз на выходе (нулевое напряжение). Таким образом, всегда существует один-два потенциала нужного знака и нулевой уровень, из которых путем ШИМ можно сформировать необходимые выходные напряжения [1].
Идеальный преобразователь частоты должен иметь КПД, равный единице, синусоидальные выходные напряжения и входные токи, а также максимально широкий диапазон регулировки и полную управляемость.
Выделяют два основных режима работы ключей матричного преобразователя: «двухфазный» и «трехфазный» [2]. В первом режиме МПЧ аналогичен автономному инвертору напряжения, так как происходит питание нагрузки от тех сетевых фаз, которые соответствуют максимальному линейному напряжению, но с возможностью сдвига данных интервалов проводимости ключей влево или вправо вдоль оси времени. Во втором режиме используются одновременно все три входных напряжения, так же как в тиристорном циклоконверторе. Схема замещения МПЧ, работающего в «двухфазном» режиме, представляет из себя автономный инвертор напряжения без сглаживающего конденсатора. Этот режим работы был смоделирован в среде LabView с целью исследования частотных спектров и осциллограмм токов и напряжений МПЧ при использовании синусоидальной ШИМ [3].