PWM控制原理,看看就好,不要纠结.ppt

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*/60 7.2.5 提高直流电压利用率和减少开关次数 u u c r1 u O w t u r u r1 u O w t u r3 图7-18 叠加3次谐波的调制信号 ■线电压控制方式 ◆目标是使输出的线电压波形中不含低次谐波,同时尽可能提高直流电压利用率,也应尽量减少功率器件的开关次数。 ◆在相电压正弦波调制信号中叠加适当大小的3次谐波,使之成为鞍形波,则经过PWM调制后逆变电路输出的相电压中也必然包含3次谐波,且三相的三次谐波相位相同,在合成线电压时,各相电压的3次谐波相互抵消,线电压为正弦波。 ◆图7-18中,调制信号ur成为鞍形波,基波分量ur1的幅值更大,但ur的最大值不超过三角波载波最大值。 基波ur1正峰值附近恰为3次谐波ur3的负半波,两者相互抵消。 */60 7.2.5 提高直流电压利用率和减少开关次数 图7-19 线电压控制方式举例 ◆线电压控制方式举例 ?可以在正弦调制信号中叠加3次谐波外,还可以叠加其他3倍频于正弦波的信号,也可以再叠加直流分量,这些都不会影响线电压。 ?图7-19中,up中既包含3的整数倍次谐波,也包含直流分量,而且其大小是随正弦信号的大小而变化的,设三角波载波幅值为1,三相调制信号中的正弦波分量分别为urU1、urV1和urW1,并令 则三相的调制信号分别为 (7-12) (7-13) */60 7.2.5 提高直流电压利用率和减少开关次数 图7-19 线电压控制方式举例 ?不论urU1、urV1和urW1幅值的大小,urU、urV、urW中总有1/3周期的值是和三角波负峰值相等的,其值为-1,在这1/3周期中,并不对调制信号值为-1的一相进行控制,而只对其他两相进行PWM控制,因此也称为两相控制方式。 ?两相控制方式有以下优点 √在信号波的1/3周期内开关器件不动作,可使功率器件的开关损耗减少1/3。 √最大输出线电压基波幅值为Ud,和相电压控制方法相比,直流电压利用率提高了15%。 √输出线电压中不含低次谐波,这是因为相电压中相应于up的谐波分量相互抵消的缘故,这一性能优于梯形波调制方式。 */60 7.2.6 空间矢量SVPWM控制 ■空间矢量SVPWM控制技术广泛运用于变频器中,驱动交流电机时,使电机的磁链成为圆形的旋转磁场,从而使电机产生恒定的电磁转矩。 ■空间矢量SVPWM控制技术 ◆图4-9所示的三相电压型桥式逆变电路,采用180°导通方式,共有8种工作状态,即V6、V1、V2通,V1、V2、V3通,V2、V3、V4通,V3、V4、V5通,V4、V5、V6通,V5、V6、V1通,以及V1、V3、V5通和V2、V4、V6通,用“1”表示每相上桥臂开关导通,用“0”表示下桥臂开关导通,则上述8种工作状态可依次表示为100、110、010、011、001、101以及111和000。 ◆前6种状态有输出电压,属有效工作状态,而后两种全部是上管通或下管通,没有输出电压,称之为零工作状态,故对于这种基本的逆变器,称之为6拍逆变器。 图4-9 三相电压型桥式逆变电路 */60 7.2.6 空间矢量SVPWM控制 图7-20 电压空间矢量六边形 图7-21 空间电压矢量的线形组合 ◆对于6拍逆变器,在每个工作周期中,6种有效工作状态各出现一次,每一种状态持续60°,在一个周期中6个电压矢量共转过360°,形成一个封闭的正六边形,对于111和000这两个“零工作状态”,在这里表现为位于原点的零矢量,坐落在正六边形的中心点。 ◆采用PWM控制,就可以使交流电机的磁通尽量接近圆形,工作频率越高,磁通就越接近圆形,需要的电压矢量不是6个基本电压矢量时,可以用两个基本矢量和零矢量的组合来实现。 ◆如图7-21中,所要的矢量为us,用基本矢量u1和u2的线形组合来实现,u1和u2的作用时间一般小于开关周期To的60°,不足的时间可用“零矢量”补齐。 */60 7.2.7 PWM逆变电路的多重化 图7-22 二重PWM型逆变电路 ■目的是为了提高等效开关频率,减少开关损耗,减少和载波有关的谐波分量。 ■PWM逆变电路多重化联结方式有变压器方式和电抗器方式。 ■电抗器联接的二重PWM逆变电路 ◆电路的输出从电抗器中心抽头处引出。 ◆两个单元逆变电路的载波信号相互错开180°,输出端相对于直流电源中点N’的电压uUN’=(uU1N’+uU2N’)/2,已变为单极性PWM波了,输出线电压共有0、(±1/2)Ud、±Ud五个电平,比非多重化时谐波有所减少。 ◆所加电压的频率越高,电抗器所需的电感量就越小。 图7-23 二重PWM型

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