正弦波脉宽调制SPWM控制法.doc

  1. 1、本文档共7页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
正弦波脉宽调制SPWM控制法

第二节 正弦波脉宽调制SPWM控制法 1.2.1 正弦波脉宽调制SPWM 逆变器结构 典型的交流-直流-交流逆变器的结构如图2-1-3所示。 图2-1-3: 变压变频器主电路结构图 图2-1-3中,单相交流或三相交流供电经非控全波整流,变成单极性直流电压;该直流电压经有源或无源功率因素校正电路PFC(Power Factor Correct)得到直流母线电压 Udc,某些情况下功率因素校正电路可以省略。逆变器的核心电路是由六个功率开关器件Q1-Q6构成的三相逆变桥,每个桥有上下两个桥臂;上桥臂上端接直流母线电压正端(DC+),下桥臂下端接直流母线参考端(DC-);对于交流异步电机的驱动,为防止直通,上、下桥臂通常设置为互补工作方式:上桥臂导通时,下桥臂截止;下桥臂导通时,上桥臂截止。三桥臂中间输出接至负载:三相感应电机的UVW输入端。 功率开关器件Q1-Q6可以是晶闸管GTO,双极性功率晶体管BJT,金属氧化膜功率场效应管MOSFET,绝缘栅型双极性功率晶体管IGBT。 IGBT具有开关速度快、承载电流大、耐压高、管耗小等特点,在电源逆变器中得到最为广泛的应用。 对于感性负载(电机),为了保护IGBT,常需加续流二极管D1-D6,用以在开关管关断时形成电流回路。IGBT通常已与续流二极管封装在一起。 电容C用于能量缓冲,可保持直流母线电压Udc相对稳定。 为了在电机的UVW端线上输入三相平衡的交流电,通常做法是依一定规则用PWM信号PWM1L-PWM3H去控制逆变器的六个开关管的开关状态。 所谓的正弦波SPWM(Sinusoidally PWM)技术,就是用正弦波去调制PWM信号的脉宽,即:功率管的输出为一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形,其宽度依正弦波规律变化;对交流输出波形的幅度对称性及相位要求不是非常苛刻的应用来说,PWM信号的频率通常保持不变。这种控制策略也叫异步控制法,即载波信号的频率独立于调制波频率。见图2-1-4。 SPWM也叫SWPWM(Sinusoidally Weighted PWM)。 图2-1-4 SPWM波形 图中: Udc --直溜母线电压; Um -- 正弦波基波的峰值,一般情况下,随t2比例变化; t1 -- PWM信号的周期,通常为一固定值; t2 --正弦波基波的周期。 SPWM控制法的实现 SPWM控制法实现起来相对较为简单。 先产生一个在时间与幅度上都离散的单位正弦序列,也叫正弦表,90°,180°,360°皆可,并存储在程序空间里。这部分工作可借助于其他工具来完成,如Office Excel。 正弦表的角度分辨率由实际应用确定;对于一个完整的电周期(360°), 1024个点能满足大部分应用的需求。正弦波生成时,有效样本点越多,电压电流谐波越小,效果越好。 确定正弦表长度时,还需考虑的因素有:程序空间的大小,功率开关管的速度(PWM信号频率/载波频率),PWM的有效分辨率,调速比等。 正弦波频率f,PWM信号频率,有效样本点数N之间的关系如下: 式(2-2-1) 应用中,对应正弦波最高频率 ,如有可能,N应不小于60。 考虑到连续变频,正弦表长度L可由下式计算得到: 即: 式(2-2-2) 例2-2-1: 一给定SPWM 调速系统,载波频率为10KHz,最高运行频率为120Hz,试确定正弦表的长度。 直接代入式(2-2-2)得: 833 同时由式(2-2-1)得: 符合要求。 取L =1024,即正弦表的长度为1024个点。 由于正弦值的范围是-1-1,实际存储的通常是正弦值经比例放大后的数据,对于DSPIC,可以放大16384()倍(最高位用于表示极性)。 产生SPWM正弦波的基本方法是用一组虚拟的三角形波与一个正弦波进行比较(斩波) 。受制于PWM的输出方式(边沿对齐),早期的斩波方案较多是采用锯齿形的三角形波。随着中心对齐的PWM的输出方式的出现,现在应用较多的是利用虚拟的等腰三角形波与一个正弦波进行比较,如图2-1-5 所示。其相交的时刻(即交点)来作为开关管“ 开 ”或“ 关 ”的时刻。 图2-1-5:SPWM波生成方法 图中: t1 – 开关管导通; t2 – 开关管截止。 设定图2-1-5表示的是U相电压,结合图 2-1-3,t1 对应开关管Q1导通区间,t2 对应开关管Q1截止区间。 当PWM工作在中间对齐模式(又称连续增减计数模式)时,可产生图2-1-5中的虚拟等腰三角形波。 对应于每一次PWM中断,更新t1。 综前所述,对于任一给定的正弦波频率,正弦波输出大致经以下几个步骤: 步骤1:依据V/F曲线,确定调制系数m;

文档评论(0)

pangzilva + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档