第7讲PWM原理与控制技术.pptVIP

7.5 PWM逆变电路的其他控制方法 电流跟踪型PWM控制技术、 空间电压矢量PWM控制技术、 直接转矩PWM控制技术等 。 7.5.1 电流跟踪型PWM控制技术 基本思想： 把希望输出的电流波形作为指令信号， 把实际的电流波形作为反馈信号，通过两者 瞬时值的比较来决定逆变电路各开关器件的 通断，使实际输出电流随指令信号的改变而 改变。 方法： 以逆变电路的输出电流为控制量，采用 闭环控制的方法生成PWM波形。 采用滞环比较方式的PWM电流跟踪控制单相半桥逆变电路 三相滞环比较电流跟踪型PWM逆变电路 7.5.2 电压空间矢量PWM（SVPWM）控制技 术 三相交流电动机在定子绕组上施加三相 对称交流电压，在定子绕组中即产生定子电 流和磁通。在三相绕组共同作用下，在电机 的气隙中产生了合成的旋转磁场。时空变化 的旋转磁场由三相平衡正弦电压产生，为了 描述三相电压与电动机旋转磁场的关系，提 出了电压空间矢量的概念。 三相桥逆变电路为异步电动机供电原理图 旋转磁场与电压空间矢量的运动轨迹 六状态电压空间矢量 六状态磁链空间矢量 逼近圆形的多边形磁链轨迹 圆形磁链控制原理图 7.6 PWM整流电路 用全控型开关器件取代晶闸管或二极管， 采用PWM控制技术实现交流到直流的变换。 ——PWM整流电路。 PWM整流电路的优点： 电能双向传输、动态响应快、输入电流的波 形正弦、网侧功率因数可达到1等优良性能。 ——也称为高频整流器或四象限变流器 7.6.1 PWM整流电路的结构和工作原理 只有全控器件组成的单相全桥整流电路 电压型单相全桥PWM整流电路 直流侧负载两端 并联电容可减小直流 电压的脉动，在交流 侧串电感可抑制交流 电流的脉动。但因电 感的存在，当全控型 器件关断时，因电流 突变产生的di/dt很 大，严重威胁器件的 安全，需反并联二极 管为其提供释放能量 的通道。 反并联二极管后，只要负载两端电压低 于A、B两端电压值，则二极管导通（正半 周期VD1、VD4导通，负半周期VD2、VD3 导通），同时全控型器件被旁路，整流工作 状态与二极管整流电路完全相同，对全控型 器件进行PWM控制失去作用。只有在直流 侧电压Ud 大于A、B两端电压时，二极管不 会自然导通，全控型器件组成的桥式电路才 可以正常工作。 实际上，PWM整流电路是按升压斩波电 路工作的。 当us﹥0时，由两个升压斩波电路交替工 作完成能量从交流侧向直流侧的传递。 当us﹤0时，由另外两个升压斩波电路交 替工作完成能量从交流侧向直流侧的传递。 当us﹥0时，两个升压斩波电路：VD1、VT3、VD4、LS和VT2、VD4、VD1、LS 当us﹤0时，两个升压斩波电路： VT4、VD2、VD3、LS和VT1、VD3、VD2、LS PWM整流电路的运行状态 （1）uAB滞后us的相角为δ，is与us同相位， 电路工作于整流状态，且功率因数为1， 能量从交流侧向直流侧传输，这是PWM 变流电路的最基本的工作状态。 （2）uAB超前us的相角为δ，is与us的相位 正好相反，电路工作于有源逆变状 态，能量从直流侧向交流侧传输。 （3）uAB滞后us相角为δ，is超前us 90°,电 路向交流电源输送无功功率，这时的 电路成为静止无功功率发生器 （Static Var Generator--SVG）。 （4）通过对uAB幅值和相位的控制，可以使 is与us之间为任意角度φ，可以是超前 的，也可以是滞后的。 三相PWM整流电路 7.6.2 PWM整流电路的控制 PWM整流电路的控制方法： 直流电压、交流电流双闭环反馈控制 内环：交流电源电流 外环：负载两端直流电压 三个方面： 输出直流电压控制； 输入交流电流控制； 开关器件的逻辑控制。 1、输出直流电压控制——外环 电压型PWM整流电路的控制目的： ①使输出直流电压稳定在要求的值； 运用反馈控制原理，将直流电压作为被控 制量，构成闭环控制系统完成控制要求。 ②使供电电源的功率因数达到要求的值， 一般为1和－1。 2、输入交流电流控制——内环 满足第二个目的：功率因数达到要求的值。