《WM控制技術(shù)新》PPT課件

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1、第6章PWM控制技術(shù)6.1PWM控制的基本原理6.2PWM逆變電路及其控制方法6.3PWM跟蹤控制技術(shù)6.4PWM整流電路及其控制方法引言■PWM（PulseWidthModulation）控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）?！龅?章的直流斬波電路實(shí)際上采用的就是PWM技術(shù)，第4章中涉及到PWM控制技術(shù)的地方有兩處，一處是第4.1節(jié)中的斬控式交流調(diào)壓電路，另一處是第4.4節(jié)矩陣式變頻電路?！鯬WM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最為廣泛，對(duì)逆變電路的影響也最為深刻，現(xiàn)在大量應(yīng)用

2、的逆變電路中，絕大部分都是PWM型逆變電路。26.1PWM控制的基本原理■面積等效原理◆是PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)?！粼韮?nèi)容：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。?沖量即指窄脈沖的面積。?效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。?如果把各輸出波形用傅里葉變換分析，則其低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異?！魧?shí)例?將圖6-1a、b、c、d所示的脈沖作為輸入，加在圖6-2a所示的R-L電路上，設(shè)其電流i(t)為電路的輸出，圖7-2b給出了不同窄脈沖時(shí)i(t)的響應(yīng)波形。圖6-1形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖圖

3、6-2沖量相同的各種窄脈沖的響應(yīng)波形36.1PWM控制的基本原理■用PWM波代替正弦半波◆將正弦半波看成是由N個(gè)彼此相連的脈沖寬度為?/N，但幅值頂部是曲線且大小按正弦規(guī)律變化的脈沖序列組成的。◆把上述脈沖序列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，這就是PWM波形?！魧?duì)于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形?！裘}沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形，也稱SPWM（SinusoidalPWM）波形?！鯬WM波形可分為等幅PWM波

4、和不等幅PWM波兩種，由直流電源產(chǎn)生的PWM波通常是等幅PWM波?！龌诘刃娣e原理，PWM波形還可以等效成其他所需要的波形，如等效所需要的非正弦交流波形等。圖6-3用PWM波代替正弦半波46.2PWM逆變電路及其控制方法6.2.1計(jì)算法和調(diào)制法6.2.2異步調(diào)制和同步調(diào)制6.2.3規(guī)則采樣法6.2.4PWM逆變電路的諧波分析6.2.5提高直流電壓利用率和減少開關(guān)次數(shù)6.2.6空間矢量SVPWM控制6.2.7PWM逆變電路的多重化56.2.1計(jì)算法和調(diào)制法■計(jì)算法◆根據(jù)逆變電路的正弦波輸出頻率、幅值和半個(gè)周期內(nèi)的脈沖數(shù)，將PWM波形中各脈沖的寬

5、度和間隔準(zhǔn)確計(jì)算出來，按照計(jì)算結(jié)果控制逆變電路中各開關(guān)器件的通斷，就可以得到所需要的PWM波形，這種方法稱之為計(jì)算法?！粲?jì)算法是很繁瑣的，當(dāng)需要輸出的正弦波的頻率、幅值或相位變化時(shí)，結(jié)果都要變化?！稣{(diào)制法◆把希望輸出的波形作為調(diào)制信號(hào)，把接受調(diào)制的信號(hào)作為載波，通過信號(hào)波的調(diào)制得到所期望的PWM波形?！敉ǔ２捎玫妊遣ɑ蜾忼X波作為載波，其中等腰三角波應(yīng)用最多。67.2.1計(jì)算法和調(diào)制法圖6-4單相橋式PWM逆變電路■單相橋式PWM逆變電路（調(diào)制法）◆電路工作過程?工作時(shí)V1和V2通斷互補(bǔ)，V3和V4通斷也互補(bǔ)，比如在uo正半周，V1導(dǎo)通，V2

6、關(guān)斷，V3和V4交替通斷。?負(fù)載電流比電壓滯后，在電壓正半周，電流有一段區(qū)間為正，一段區(qū)間為負(fù)?！淘谪?fù)載電流為正的區(qū)間，V1和V4導(dǎo)通時(shí)，uo=Ud?！蘓4關(guān)斷時(shí)，負(fù)載電流通過V1和VD3續(xù)流，uo=0?！淘谪?fù)載電流為負(fù)的區(qū)間，仍為V1和V4導(dǎo)通時(shí)，因io為負(fù)，故io實(shí)際上從VD1和VD4流過，仍有uo=Ud?！蘓4關(guān)斷，V3開通后，io從V3和VD1續(xù)流，uo=0?！蘵o總可以得到Ud和零兩種電平。?在uo的負(fù)半周，讓V2保持通態(tài)，V1保持?jǐn)鄳B(tài)，V3和V4交替通斷，負(fù)載電壓uo可以得到-Ud和零兩種電平。阻感負(fù)載76.2.1計(jì)算法和調(diào)制法ur

7、ucuOwtOwtuouofuoUd-Ud圖6-4單相橋式PWM逆變電路圖6-5單極性PWM控制方式波形◆單極性PWM控制方式?調(diào)制信號(hào)ur為正弦波，載波uc在ur的正半周為正極性的三角波，在ur的負(fù)半周為負(fù)極性的三角波。?在ur的正半周，V1保持通態(tài)，V2保持?jǐn)鄳B(tài)。√當(dāng)ur>uc時(shí)使V4導(dǎo)通，V3關(guān)斷，uo=Ud。√當(dāng)uruc時(shí)使V3關(guān)斷，V4導(dǎo)通，uo=0。86.2.1計(jì)算法和調(diào)制法urucuO

8、wtOwtuouofuoUd-Ud圖6-4單相橋式PWM逆變電路圖6-6雙極性PWM控制方式波形◆雙極性PWM控制方式?在調(diào)制信號(hào)ur和載波信號(hào)uc的