电力电子技术基础-华南理工大学：20－PWM.pptVIP

——矩阵式变频电路的基本工作原理 电力电子技术基础 ——梯形波调制方法 第四部分 电力电子控制策略 梯形波调制方法的原理 梯形波的形状用三角化率s =Ut/Uto描述，Ut为以横轴为底时梯形波的高，Uto为以横轴为底边把梯形两腰延长后相交所形成的三角形的高 s =0时梯形波变为矩形波，s =1时梯形波变为三角波 梯形波含低次谐波，PWM波含同样的低次谐波 低次谐波（不包括由载波引起的谐波）产生的波形畸变率为d 8.4 PWM逆变电路的多重化 ——矩阵式变频电路 电力电子技术基础 ——PWM逆变电路的多重化 第四部分 电力电子控制策略 PWM多重化逆变电路，一般目的：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 利用电抗器联接的二重PWM逆变电路 两个单元的载波信号错开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 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 电抗器上所加电压频率为载波频率，比输出频率高得多，只要很小的电抗器就可以了 输出电压所含谐波角频率仍可表示为nwc+kwr，但其中n为奇数时的谐波已全被除去，谐波最低频率在2wc附近，相当于电路的等效载波频率提高一倍 ——矩阵式变频电路 电力电子技术基础 ——PWM逆变电路的多重化 第四部分 电力电子控制策略 * Fundamentals of Power Electronics Technology 电力电子技术基础 South China University of Technology 第四部分 电力电子控制策略 6 South China University of Technology 第8章 PWM技术 PWM (Pulse Width Modulation)控制就是 脉宽调制技术：即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值)。 第5、6、7章已涉及到PWM控制，第5章直流斩波电路采用的就PWM技术；第6章的6.3斩控式调压电路和7.6矩阵式变频电路都涉及到了。 电力电子技术基础 ——PWM综述 第四部分 电力电子控制策略 电力电子技术基础 ——PWM综述 第四部分 电力电子控制策略 PWM控制的思想源于通信技术，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7章（逆变电路）相结合，才能使我们对逆变电路有完整地认识。 8.1 PWM的基本工作原理 电力电子技术基础 ——PWM理论基础 第四部分 电力电子控制策略 理论基础 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 冲量指窄脉冲的面积 效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同 低频段非常接近，仅在高频段略有差异 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 b) 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。 电力电子技术基础 ——PWM理论基础 第四部分 电力电子控制策略 电力电子技术基础 ——PWM理论基础 第四部分 电力电子控制策略 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 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 电力电子技术基础 ——PWM理论基础 第四部分 电力电子控制策略 电力电子技术基础 ——PWM理论基础 第四部分 电力电子控制策略 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。 等幅PWM波 输入电源是恒定直流 直流斩波电路 PWM逆变电路 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 电力电子技术基础 ——PWM理论基础