机电传动控制课件第八章.pptVIP

8.4 斩波电路与PWM控制技术 直流斩波电路（DC Chopper） 将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。也称为直流--直流变换器。 8.4.1 基本斩波电路 一. 降压斩波电路 二. 升压斩波电路 三.PWM控制技术 数量关系 斩波电路三种控制方式 T不变，变ton —脉冲宽度调制（PWM）。 ton不变，变T —频率调制。 ton和T都可调，改变占空比—混合型。 二、升压斩波电路（Boost Chopper） 工作原理 数量关系 电压升高得原因：电感L储能使电压泵升的作用 电容C可将输出电压保持住 2. 升压斩波电路典型应用 当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小。 当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大。这使得PWM波形和正弦波的差异变大。 在采用异步调制方式时，希望采用较高的载波频率，使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比。 4. PWM调制方式及实现方法 基本同步调制方式，fr变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定。 三相电路中公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称。 为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数。 fr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除。 fr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受。 2） 同步调制 ——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时使载波与信号波保持同步，即N等于常数。 4. PWM调制方式及实现方法 3）分段同步调制——异步调制和同步调制的综合应用。 把整个fr范围划分成若干个频段，每个频段内保持N恒定，不同频段的N不同。 在fr高的频段采用较低的N，使载波频率不致过高；在fr低的频段采用较高的N，使载波频率不致过低。 4. SPWM调制方式及实现方法 * * * * * * * * * * * 8.3 逆变器 变流器交流侧接到负载，把直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载 有源逆变 逆变 无源逆变 变流器的交流侧接到交流电源上，把直流电逆变为 同频率的交流电反馈到电网去 一、无源逆变电路的工作原理 无源逆变器的工作原理，可以用如图所示的开关电路来说明。 二、单相无源逆变器的电压控制 ???? 1. 控制逆变器的输入直流电压 2. 在逆变器内部的电压控制 （1）脉宽控制 不改变逆变器输入直流电压的大小，而是通过改变逆变器中晶闸管（或晶体管）的导通时间以控制输出脉冲的宽度来改变逆变器输出电压，此方法称脉宽控制。 若使延迟角从0变到1800，将可以使逆变器的输出电压从最大值变到零。 （2）脉冲宽度调制（PWM） 如果使VS1与VS4，VS2与VS3通过高频调制控制，能在半个周期内重复导通和关断N次，则其输出电压波形为一系列被调制的矩形脉冲（称载波），如图所示（这时N=5）。 逆变器输出电压的幅值是通过改变脉冲总的导通时间与总的关断时间的比率来控制的，有两种基本的方法： 第一种方法是维持恒定的脉冲宽度而改变每一半周期内的脉冲数； 第二种方法是改变脉宽，而维持每一半周期内的脉冲数不变。 第一种方法是维持恒定的脉冲宽度而改变每一半周期内的脉冲数。 第二种方法是改变脉宽，而维持每一半周期内的脉冲数不变。 三、无源逆变器的换相（换流） 但由于电流是直流电，没有像交流电那样电压有过零变负的时候，所以，如不采取措施，则晶闸管一旦触发导通后就关断不了。 两组晶闸管交替地导通和关断的过程，就是电流转换的过程，简称换流。 负载是由电感L和补偿电容C组成的并联谐振回路，Ld为限流电抗器。 电路种类 6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、 升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。 复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。 多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合。 电路结构 典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。 一、 降压斩波电路（Buck Chopper) 全控型器件若为 晶闸管，须有辅助关断电路。 续流二极管 负载出现的反电动势 c) 电流断续时的波形 E V + - M R L VD i o E M u o i G t t t O O O b)电流连续时的波形 T E i G t on t off i o i 1 i 2 I 10 I 20 t 1 u o O