单相SPWM逆变.ppt

7-* B区：电流正，Ug4正时：0D2T模式： T1，T4通u0=Ud Ug4零时：1D1T模式：T4关掉，D3，T1续流, u0=0 。 C区：电流＋，Ug4=0时 2D0T模式：T4关，D2，D3续流, u0=-Ud 。Ug4=+时 1D1T模式：D2，T4续流， u0=0 D区：电流－，Ug3正时：0D2T模式： T3，T2通， u0=-Ud Ug3零时：1D1T模式：T3关掉，D4，T2续流, u0=0 。 ? 输出0电压时，输入电流也为0 仅在电压电流异号区间有能量回馈 7-* 单相桥单极SPWM仿真模型1 7-* 单极SPWM仿真中的子系统 三角波幅值正负相间 半周期控制 PWM调制 7-* 单极SPWM的仿真验证 输出电压 输出电流 直流侧电流 7-* 输出电压分析 与双极性SPWM输出基波相同。 线性调制时谐波性能明显优于双极性：开关次整数倍谐波消除，最低下边带谐波幅值小。 输入电流与双极性类似，电流包含直流、交流基波分量（倍频）及开关次整数倍与其边带次谐波高频分量。但因有由功率管将负载“短路”模式，电流开关次谐波远小于双极性。 负载电感过小时，单极性会出现电流断续现象。 7-* M=0.5,20KHz,DC=300V,单相单极SPWM输出频谱仿真结果 7-* M=1,20KHz,DC=300V,单相单极SPWM输出频谱仿真结果 M增加时，输出谐波含量与基波相对值减小 * * * * * * * * * * * * * 7-* 第7章 PWM控制技术? 引言 PWM控制的思想源于通信技术[1964.A.Schonung等提出，1975.S.R.Bowes等正式应用],全控型器件的发展使得实现PWM控制变得十分容易。 PWM技术的应用十分广泛，它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。 PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。现在使用的各种逆变电路都采用了PWM技术，因此，本章和第4章（逆变电路）相结合，才能对逆变电路有完整地认识。 7-* 7.1 PWM控制的基本思想 1）重要理论基础——面积等效原理 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。 冲量 窄脉冲的面积 效果基本相同 环节的输出响应波形基本相同 图7-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 d)单位脉冲函数 f ( t ) d ( t ) t O a)矩形脉冲 b)三角形脉冲 c)正弦半波脉冲 t O t O t O f ( t ) f ( t ) f ( t ) 7-* 7.1 PWM控制的基本思想 b) 冲量相等的各种窄脉冲的响应波形 具体的实例说明“面积等效原理” a） u (t)－电压窄脉冲，是电路的输入 。 i (t)－输出电流，是电路的响应。 7-* O u ωt SPWM波 7.1 PWM控制的基本思想 O u ωt 如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波 O u ωt 7-* 7.1 PWM控制的基本思想 若要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。 O u ωt SPWM波 O u ωt 如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波 O u ωt 7-* 7.1 PWM控制的基本思想 O w t U d -U d 对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波为： O w t U d - U d 根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的PWM波，而且这种方式在实际应用中更为广泛。 电压为1种极性：单极式 电压为两种极性：双极式 7-* 7.1 PWM控制的基本思想 等幅PWM波 输入电源是恒定直流 直流斩波电路 7.2节的PWM逆变电路 7.4节的PWM整流电路 不等幅PWM波 输入电源是交流或不是恒定的直流 斩控式交流调压电路 矩阵式变频电路 O w t U d - U d U o ω t 7-* 正弦脉宽调制SPWM基本原理 理想输出：正弦波 用充分多的等高（U)不等宽(Tk，qk)的脉冲电压逼近正弦：被功率开关接通的电源保持常数值【直流】。 等效方法：两者电压对时间的积分即UT乘积面积相等 7-* 正弦脉宽调制SPWM基本原理 理想输出：正弦波 用充分多的等高（U)不等宽(Tk，qk)的脉冲电压逼近正弦：被功率开关接通的电源保持常数值【直流】。 等效方法：两者电压对时间的积分即UT乘积面积相等 任一脉冲周期中只要等幅不等宽的脉冲电压平均值等于该脉波中心点处正弦电压瞬时值，则该脉冲电压就与该脉冲周期中