交流变频调速系统.ppt

调制方式的分类：01按载波分：有三角波和锯齿波两类02按调制波分：有正弦波、梯形波和鞍形波03其中三角波调制又称为双极性调制锯齿波调制称为单极性调制04按调制信号和载波信号的频率关系来分：分为同步调制和异步调制。05在一个调制信号周期内所包含的载波的个数为载波频率比，记为N01三相电路中每相之间相差120°，我们为了保证三相之间的相互对称，载波频率比N通常取3的整数倍。02通过改变脉冲的不同宽度可以控制逆变器输出交流基波电压的幅值，通过改变调制周期可以控制其输出频率，从而同时实现变压和变频。03单极性调制和双极性调制单极性调制：调制过程中调制波和载波始终保持同极性的关系。锯齿波的极性始终保持为正值，调制波(通常为正弦波)正半周期时与载波同极性，负半周期时，则要先通过倒相器将调制波变为正值，再与载波同极性进行单极性调制。一、取样脉宽调制方式单极性调制的正弦脉宽调制波形图：urucuOwtOwtuouofuoUdUd表示uo的基波分量1调制信号的幅值不能超过载波的幅值，否则得不到脉宽与其对应正弦波下的积分面积成正比的脉冲信号。2调制波大于载波时输出正的脉冲信号；调制波小于载波时输出零信号或者负的脉冲信号。3单极性调制时，为了保证每相波形的正负半波对称，载波频率比N必须是偶数，否则的话，会出现波形正负办波不对称，而出现偶次谐波。双极性调制的正弦脉宽调制波形图：三角波为载波时为双极性调制，即载波型号与调制信号的极性随时间不断正、负变化。urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud为了保证双极性调制的正负半波对称，载波频率比必须为奇数双极性调制的三相SPWM波形逆变器的载波比N定义为载波频率ft与调制波频率fr之比。即N=2.SPWM逆变器的同步调制和异步调制视载波比的变化与否，有同步调制与异步调制之分。a、同步调制：在改变fr的同时成正比地改变ft，使载波比N=常数；b、异步调制：整个变频范围内，载波比N不等于常数。c、分段同步调制：将同步调制和异步调制结合起来，成为分段同步调制方式同步调制异步调制载波比载波频率fc与调制信号频率fr之比，N=fc/fr载波和信号波是否同步及载波比的变化情况PWM调制方式分为a.异步调制载波信号和调制信号不同步的调制方式当信号频率增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，使得输出PWM波和正弦波差异变大通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称.(缺点)当信号频率较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，PWM波形接近正弦波.(优点)b.同步调制载波比N等于常数，在变频时使载波与信号波保持同步的调制方式，为使一相的PWM波正负半周对称，N应取奇数在基本同步调制方式中，fr变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数是固定，脉冲相位也是固定的三相电路中公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出波形严格对称当逆变电路输出频率很低时，fc也很低，fc过低时由调制带来的谐波不易滤除01当逆变电路输出频率很高时，同步调制时的载波频率fc会过高，使开关器件难以承受02把逆变电路的输出频率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01在fr高的频段采用较低的N，使载波频率不致过高，限制功率开关器件允许的范围02在fr低的频段采用较高的N，使载波频率不致过低而对负载产生不利影响03分段同步调制为防止载波频率在切换点附近来回跳动，采用滞后切换的方法01在不同的频率段内，载波频率的变化范围基本一致，fc大约在1.4~2.0KHz之间02logoSPWM的实现方法自然采样法规则采样法指定谐波消除法调制深度：调制波和载波的峰值之比，记为M。改变调制深度即可调节输出电压的幅值。规则采样法自然采样法按照SPWM控制的基本原理，在正弦波和三角波的自然交点时刻控制功率开关的通断，这种生成SPWM波形的方法工程实用方法，效果接近自然采样法，计算量比自然采样法小得多自然采样法：按照SPWM控制的基本原理产生的PWM波的方法，其求解复杂，难以在实时控制中在线计算，工程应用不多。脉冲中点不和三角波(负峰点)重合。缺点：实时计算工作量较大,占用计算机的内存和时间。规则采样法原理2、规则采样法工程实用方法，效果接近自然采样法，计算量小得多。三角波两个正峰值之间为一个采样周期Ts规则采样法脉冲中点和三角波负峰点重合，大