脉宽调(PWM)技术2016.ppt

6-* 右图：单位功率因数的发电工作状态 如何得到我们的调制波？？ 6-* 6.4.2 PWM整流电路的控制方法 图6-31 间接电流控制系统结构 1) 间接电流控制（幅相控制） 间接电流控制也称为相位和幅值控制。 根据前面对四种不同工作状态的分析，可以通过计算获得调制波的幅值和相位。从而来控制整流桥交流侧端电压Uab，使得输入电流和电压同相位，从而得到功率因数为1的控制效果。 6-* 6.4.2 PWM整流电路的控制方法 控制原理 和实际的直流电压ud比较后送入PI调节器，PI调节器的输出为一直流电流信号id，id的大小和整流器交流输入电流幅值成正比。 稳态时，ud= ，PI调节器输入为零，PI调节器的输出id和负载电流大小对应，也和交流输入电流幅值相对应。 负载电流减小时，调节过程和上述过程相反。 负载电流增大时，C放电而使ud下降，PI的输入端出现正偏差，使其输出id增大，进而使交流输入电流增大，也使ud回升。达到新的稳态时，ud和 相等，PI调节器输入仍恢复到零，而id则稳定为新的较大的值，与较大的负载电流和较大的交流输入电流对应。 6-* 6.4.2 PWM整流电路的控制方法 存在的问题 在信号运算过程中用到电路参数Ls和Rs，当Ls和Rs的运算值和实际值有误差时，会影响到控制效果。 是基于系统的静态模型设计的，其动态特性较差。 间接电流控制的系统应用较少。 从整流运行向逆变运行转换 首先负载电流反向而向C充电，ud抬高，PI调节器出现负偏差，id减小后变为负值，使交流输入电流相位和电压相位反相，实现逆变运行。 6-* 6.4.2 PWM整流电路的控制方法 2) 直接电流控制 有不同的电流跟踪控制方法，图6-32给出一种最常用的采用电流滞环比较方式的控制系统结构图。 图6-32 直接电流控制系统结构图 通过运算求出交流输入电流指令值，再引入交流电流反馈，通过对交流电流的直接控制而使其跟踪指令电流值。 电流直接控制： 电流瞬时值内环给定 ui前馈 ii同相 控 制 系统快速 动态响应 6-* 6.4.2 PWM整流电路的控制方法 控制系统组成 双闭环控制系统，外环是直流电压控制环，内环是交流电流控制环。 外环的结构、工作原理和图6-31间接电流控制系统相同。 外环PI调节器的输出为id，id分别乘以和a、b、c三相相电压同相位的正弦信号，得到三相交流电流的正弦指令信号 ， 和 。 ， 和 分别和各自的电源电压同相位，其幅值和反映负载电流大小的直流信号id成正比，这是整流器运行时所需的交流电流指令信号。 指令信号和实际交流电流信号比较后，通过滞环对器件进行控制，便可使实际交流输入电流跟踪指令值。 6-* 6.4.2 PWM整流电路的控制方法 图6-32 直接电流控制系统结构图 优点 控制系统结构简单，电流响应速度快，系统鲁棒性好。 获得了较多的应用 6-* 2) 直接电流控制仿真模型 由于越大，谐波频率越高，所需输出滤波器的体积越小，因此，适当提高载波频率可以改善SPWM控制的波形品质。另外，从图4-44a所示的频谱分布来看，单相电压型逆变器采用双极性SPWM控制时，其PWM波形中不含低次谐波，其谐波主要分布在载波角频率?c以及2 ? c、 3 ?c附近，并以载波角频率附近的谐波幅值为最大。 由于越大，谐波频率越高，所需输出滤波器的体积越小，因此，适当提高载波频率可以改善SPWM控制的波形品质。另外，从图4-44a所示的频谱分布来看，单相电压型逆变器采用双极性SPWM控制时，其PWM波形中不含低次谐波，其谐波主要分布在载波角频率?c以及2 ? c、 3 ?c附近，并以载波角频率附近的谐波幅值为最大。 单相单极性SPWM谐波及其特征 载波采用单极性三角波的单极性SPWM波形的谐波含量比载波采用双极性三角波的双极性SPWM波的谐波含量要小得多。 其PWM波形中不含低次谐波，其谐波主要分布在载波角频率?c以及2 ?c 、 3 ?c附近，并以载波角频率?c附近的谐波幅值为最大。 4-45单相电压型逆变器单极性SPWM控制时的输出电压频谱及谐波幅值与M的关系 a) 单相单极性SPWM输出电压频谱 b) 谐波幅值与M的关系 6.2.4 PWM波的谐波分析 当m=1时，对同样的值，单极性SPWM波的谐波幅值，明显比双极性SPWM波的谐波幅值小。 当双极性SPWM波的载波比为单极性SPWM波的载波比的一半时，即双极性SPWM波频谱中的m为2，4，6，…的载波谐波的上下边频成分，分别与单极性SPWM波中m为1，2，3，…的相应成分完全一致；而双极性SPWM波中为1，3，5，…的载波、载