自动化第3章课件.ppt

* 3.5 PWM控制技术 3.5.3 PWM波生成方法——调制法 希望输出的正弦波形(低频) ，与三角载波(高频)进行调制，得到期望的PWM波 正弦波与三角波相交，在交点处控制器件通断，就得宽度正比于信号波幅值的脉冲，符合PWM的要求 uruc，PWM为高电平 uruc，PWM为低电平 正弦波 发生器 三角波 发生器 + - 比较器 PWM脉冲 图 由模拟电路调制 生成PWM脉冲 载波 调制波 uc ur * 3.5 PWM控制技术 单极性PWM波： u r u c u O w t O w t u o u of u o U d - U d 正弦波 发生器 三角波 发生器 + - 比较器 PWM脉冲 载波 调制波 uc ur uruc，PWM为高电平 uruc，PWM为低电平 * 3.5 PWM控制技术 双极性PWM波： u r u c u O w t O w t u o u of u o U d - U d 正弦波 发生器 三角波 发生器 + - 比较器 PWM脉冲 载波 调制波 uc ur uruc，PWM为高电平 uruc，PWM为低电平 * 3.5 PWM控制技术 改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。 图 改变SPWM输出电压时的波形 a) ur 幅值较低时的SPWM波形 b) ur 幅值较低时的SPWM波形 u o o uo uof ωt ωt uc ur a) u o o uo uof ωt ωt uc ur b) * 3.5 PWM控制技术 三相桥式逆变电路的PWM方式工作波形： t O t O t O t O u UN u UV u VN u WN U d U d 2 uU uV uUV uUN 三相桥式逆变电路：方波方式 与 PWM方式 波形比较 * 3.5 PWM控制技术 PWM控制方式的优点： 1）可以方便的调节输出交流电压的大小和频率。 2）输出电压波形非常接近正弦波，谐波含量很低。 且开关频率越高，谐波含量越低。 3）控制简单、灵活，动态响应好。 4）生成PWM波形的方法多（包括硬件生成、软件生成），可 以满足不同的要求。 * 3.6 多电平逆变器 3.6.1 三电平逆变器 也称中点钳位型 逆变电路 每桥臂由两个全控器件串联构成，两者中点通过钳位二极管和直流侧中点相连 。 * 3.6 多电平逆变器 三电平逆变器输出电压波形 * 3.6 多电平逆变器 实例：ABB公司ACS1000系列变频器 图6 ACS1000 12脉冲整流三电平电压源变频器主电路结构 * 3.6 多电平逆变器 ABB公司ACS1000系列变频器 ——外形图 ACS1000 12脉冲整流三电平电压源变频器 * (a)??? 电压叠加原理 (b)??? 主电路结构 (c)??? 功率单元结构 图11?? 单元串联多电平变换器 S1 S3 S4 S2 T1 T2 3.6.2 单元串联多电平高压变频器 * 3.6.2 单元串联多电平高压变频器—电路结构 这种结构的电压源型变频器系由美国罗宾康公司发明并申请专利，取名为完美无谐波变频器。 * 3.6.2 单元串联多电平高压变频器---输出波形 * 3.6.2 单元串联多电平高压变频器---外形 完美无谐波变频器 * * * 3.2.2 间接直流-直流变流电路 3、 半桥电路 Vin Vo L S2 D1 D2 S1 半桥变换器 uN1 适合中容量至大容量的方式，其基本电路和波形。 t O V0 V0 * 3.2.2 间接直流-直流变流电路 4、 全桥电路 一种中容量至大容量常用的方式，其基本电路和波形： 全桥变换器 Vin Vo L S4 D1 D2 S3 S1 S2 N1 uN1 S1,S4 S2,S3 t O V0 V0 * 3.2 直流-直流变流电路 表 5-1 各种不同的间接直流变流电路的比较 电路 优点 缺点 功率范围 应用领域 正激 电路较简单，成本低，可靠性高，驱动电路简单 变压器单向激磁，利用率低 几百W~几kW 各种中、小功率电源 反激 电路非常简单，成本很低，可靠性高，驱动电路简单 难以达到较大的功率，变压器单向激磁，利用率低 几W~几十W 小功率电子设备、计算机设备、消费电子设备电源。 全桥 变压器双向励磁，容易达到大功率 结构复杂，成本高，有直通问题，需要复杂的多组隔离驱动电路 几百W~几百kW 大功率工业用电源、焊接电源、电解电源等 半桥 变压器双向励磁，没有变压器偏磁问题，开关较少，成本低 有直通问题，可靠性低，需要复杂的隔离驱动电路 几百W~几kW 各种工业用电源，计算机电源等 推挽 变压器双