7电力电子技术第五版课件-第7章_PWM控制技术

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PWM控制技术 第7章 PWM控制技术7.1 PWM控制的基本原理 控制的基本原理 7.2 PWM逆变电路及其控制方法 PWM逆变电路及其控制方法 7.3 PWM跟踪控制技术 跟踪控制技术 7.4 PWM整流电路及其控制方法 整流电路及其控制方法

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引言■PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽 ( ) 度进行调制的技术， 度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调 来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。 制，来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。 5章的直流斩波电路实际上采用的就是 章的直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术 技术， ■第5章的直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术，第6 章中涉及到PWM控制技术的地方有两处 一处是第6.1节 控制技术的地方有两处， 章中涉及到PWM控制技术的地方有两处，一处是第6.1节 中的斩控式交流调压电路，另一处是第6.4节矩阵式变频 中的斩控式交流调压电路，另一处是第 节矩阵式变频 电路。 电路。 控制技术在逆变电路中的应用最为广泛， ■PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电 控制技术在逆变电路中的应用最为广泛 路的影响也最为深刻，现在大量应用的逆变电路中， 路的影响也最为深刻，现在大量应用的逆变电路中，绝 大部分都是PWM型逆变电路。 型逆变电路。 大部分都是 型逆变电路2

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7.1 PWM控制的基本原理 控制的基本原理■面积等效原理 控制技术的重要理论基础。 ◆是PWM控制技术的重要理论基础。 控制技术的重要理论基础 原理内容：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时 而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时， ◆原理内容：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。 效果基本相同。 冲量即指窄脉冲的面积。 冲量即指窄脉冲的面积。 效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。 效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。 如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常接近， 如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高 频段略有差异。 频段略有差异。 ◆实例 将图7-1a、b、c、d所示的脉冲作为输入，加在图 所示的脉冲作为输入， 所示的R-L电路上， 电路上 将图 、 、 、 所示的脉冲作为输入 加在图7-2a所示的 所示的 电路 设其电流i(t)为电路的输出 为电路的输出， 给出了不同窄脉冲时i(t)的响应波形 设其电流 为电路的输出，图7-2b给出了不同窄脉冲时 的响应波形。 给出了不同窄脉冲时 的响应波形。

图7-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲

图7-2 冲量相同的各种窄脉

冲的响应波形 3

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7.1 PWM控制的基本原理 控制的基本原理■用PWM波代替正弦半波 波代替正弦半波 将正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲宽度 ◆将正弦半波看成是由 个彼此相连的脉冲宽度 曲线且大小按 为π/N,但幅值顶部是曲线且大小按正弦规律变化 ，但幅值顶部是曲线且大小按正弦规律变化 的脉冲序列组成的。 的脉冲序列组成的。 把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽 ◆把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽 的矩形脉冲代替， 的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波 部分的中点重合， 部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部 分面积(冲量)相等，这就是PWM波形。 波形。 分面积(冲量)相等，这就是 波形 对于正弦波的负半周， ◆对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得 波形。 到PWM波形。 波形 ◆脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的 PWM波形，也称 波形， 波形 也称SPWM(Sinusoidal PWM)波形。 ( )波形。 波形可分为等幅 ■PWM波形可分为等幅 波形可分为等幅PWM波和不等幅 波 不等幅PWM波 波 两种，由直流电源产生的PWM波通常是等幅 波通常是等幅PWM 两种，由直流电源产生的 波通常是等幅 波。 基于等效面积原理， ■基于等效面积原理，PWM波形还可以等效成其 波形还可以等效成其 他所需要的波形， 他所需要的波形，如等效所需要的非正弦交流波形 等。

图7-3 用PWM波代替正弦半波 波代替正弦半波

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7.2 PWM逆变电路及其控制方法 逆变电路及其控制方法7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 计算法和调制法 异步调制和同步调制 规则采样法 PWM逆变电路的谐波分析 PWM逆变电路的谐波分析 提高直流电压利用率 和减少开关次数 空间矢量SVPWM SVPWM控制 7.2.6 空间矢量SVPWM控制 PWM逆变电路的多重化 7.2.7 PWM逆变电路的多重化5

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7.2.1 计算法和调制法■计算法 根据逆变电路的正弦波输出频率 幅值和半个周期内 正弦波输出频率、 ◆根据逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内 脉冲数， 波形中各脉冲的宽度 的脉冲数，将PWM波形中各脉冲的宽度和间隔准确计算 波形中各脉冲的宽度和间隔准确计算 出来，按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断， 出来，按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断， 就可以得到所需要的PWM波形，这种方法称之为计算法。 波形， 就可以得到所需要的 波形 这种方法称之为计算法。 计算法是很繁琐的，当需要输出的正弦波的频率、 …… 此处隐藏：5121字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……