PWM控制原理讲解.ppt

7.2.5 提高直流电压利用率和减少开关次数 图7-19 线电压控制方式举例 ◆线电压控制方式举例 ?可以在正弦调制信号中叠加3次谐波外，还可以叠加其他3倍频于正弦波的信号，也可以再叠加直流分量，这些都不会影响线电压。 ?图7-19中，up中既包含3的整数倍次谐波，也包含直流分量，而且其大小是随正弦信号的大小而变化的，设三角波载波幅值为1，三相调制信号中的正弦波分量分别为urU1、urV1和urW1，并令 则三相的调制信号分别为 (7-12) (7-13) 7.2.5 提高直流电压利用率和减少开关次数 图7-19 线电压控制方式举例 ?不论urU1、urV1和urW1幅值的大小，urU、urV、urW中总有1/3周期的值是和三角波负峰值相等的，其值为-1，在这1/3周期中，并不对调制信号值为-1的一相进行控制，而只对其他两相进行PWM控制，因此也称为两相控制方式。 ?两相控制方式有以下优点 √在信号波的1/3周期内开关器件不动作，可使功率器件的开关损耗减少1/3。 √最大输出线电压基波幅值为Ud，和相电压控制方法相比，直流电压利用率提高了15%。 √输出线电压中不含低次谐波，这是因为相电压中相应于up的谐波分量相互抵消的缘故，这一性能优于梯形波调制方式。 7.2.6 空间矢量SVPWM控制 ■空间矢量SVPWM控制技术广泛运用于变频器中，驱动交流电机时，使电机的磁链成为圆形的旋转磁场，从而使电机产生恒定的电磁转矩。 ■空间矢量SVPWM控制技术 ◆图4-9所示的三相电压型桥式逆变电路，采用180°导通方式，共有8种工作状态，即V6、V1、V2通，V1、V2、V3通，V2、V3、V4通，V3、V4、V5通，V4、V5、V6通，V5、V6、V1通，以及V1、V3、V5通和V2、V4、V6通，用“1”表示每相上桥臂开关导通，用“0”表示下桥臂开关导通，则上述8种工作状态可依次表示为100、110、010、011、001、101以及111和000。 ◆前6种状态有输出电压，属有效工作状态，而后两种全部是上管通或下管通，没有输出电压，称之为零工作状态，故对于这种基本的逆变器，称之为6拍逆变器。 图4-9 三相电压型桥式逆变电路 7.2.6 空间矢量SVPWM控制 图7-20 电压空间矢量六边形 图7-21 空间电压矢量的线形组合 ◆对于6拍逆变器，在每个工作周期中，6种有效工作状态各出现一次，每一种状态持续60°，在一个周期中6个电压矢量共转过360°，形成一个封闭的正六边形，对于111和000这两个“零工作状态”，在这里表现为位于原点的零矢量，坐落在正六边形的中心点。 ◆采用PWM控制，就可以使交流电机的磁通尽量接近圆形，工作频率越高，磁通就越接近圆形，需要的电压矢量不是6个基本电压矢量时，可以用两个基本矢量和零矢量的组合来实现。 ◆如图7-21中，所要的矢量为us，用基本矢量u1和u2的线形组合来实现，u1和u2的作用时间一般小于开关周期To的60°，不足的时间可用“零矢量”补齐。 7.2.7 PWM逆变电路的多重化 图7-22 二重PWM型逆变电路 ■目的是为了提高等效开关频率，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。 ■电抗器联接的二重PWM逆变电路 ◆电路的输出从电抗器中心抽头处引出。 ◆两个单元逆变电路的载波信号相互错开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波了，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。 ◆所加电压的频率越高，电抗器所需的电感量就越小。 图7-23 二重PWM型逆变电路输出波形 7.2.7 PWM逆变电路的多重化 ■二重化后，输出电压中所含谐波的角频率仍可表示为n?c+k?r，但其中当n为奇数时的谐波已全部被除去，谐波的最低频率在2?c附近，相当于电路的等效载波频率提高了一倍。 图7-22 二重PWM型逆变电路 图7-23 二重PWM型逆变电路输出波形 7.3 PWM跟踪控制技术 7.3.1 滞环比较方式 7.3.2 三角波比较方式 7.3.1 滞环比较方式 图7-24 滞环比较方式电流跟踪控制举例 t O i i i * + D I i * - D I i * 图7-25 滞环比较方式的指令电流和输出电流 ■跟踪控制方法：把希望输出的电流或电压波形作为指令信号，把实际电流或电压波形作为反馈信号，通过两者的瞬