电力电子技术-PWM控制技术

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1、第七章PWM控制技术本章主要内容7.1PWM控制的基本原理7.2PWM逆变电路及其控制方法7.3PWM跟踪控制技术7.4PWM整流电路及其控制方法概述PWM(PulseWidthModulation)控制技术——就是脉宽调制技术：即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形(含形状和幅值)直流斩波电路、斩控式交流调压电路采用了PWM技术PWM控制技术在逆变电路中应用最为广泛，对逆变电路影响最为深刻，现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM型逆变电路7.1PWM控制的基本原理PWM

2、控制技术重要理论基础——面积等效原理冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同冲量窄脉冲的面积效果基本相同环节的输出响应波形基本相同低频段接近，高频段略有差异输出响应波形7.1PWM控制的基本原理SPWM——等效正弦波第一步：将正弦半波等效为N个相连的脉冲序列——宽度为/N，幅值顶部是曲线，大小按正弦规律变化第二步：利用数量相同的等幅而不等宽的矩形脉冲代替脉冲序列——使矩形脉冲中点与正弦波部分中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，即为PWM波——正弦波负

3、半周可得到类似PWM波形定义：脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形7.1PWM控制的基本原理等幅PWM波输入电源是恒定直流，如直流斩波、PWM逆变不等幅PWM波输入电源是交流或不是恒定的直流，如斩控式交流调压OwtUd-UdUoωt7.2PWM逆变电路及其控制方法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提高直流电压利用率和减少开关次数空间矢量PWM控制PWM逆变电路的多重化7.2PWM逆变电路及其控制方法1.计算法和调制法计算法根据正弦波频率、幅值和半周期脉

4、冲数，计算PWM波各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变电路开关器件的通断，就可得到所需PWM波形本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要变化7.2PWM逆变电路及其控制方法1.计算法和调制法调制法把希望波形作为调制信号，将接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用最多除正弦波外，其他波形也适用7.2PWM逆变电路及其控制方法1.计算法和调制法单相桥式逆变电路V1和V2通断互补，V3和V4通断互补在uo正半周，V1

5、导通，V2关断，V3和V4交替通断io比uo滞后，在uo正半周，io一段区间为正，一段区间为负——io为正，V1和V4导通，uo=Ud；V4关断，V1和VD3续流，uo=0——io为负，V1和V4仍导通，io从VD1和VD4流过，uo=Ud；V4关断，V3开通，V3和VD1续流，uo=0——uo包括Ud和0两种电平在uo负半周，V2导通，V1关断，V3和V4交替通断，uo包括-Ud和0两种电平io7.2PWM逆变电路及其控制方法1.计算法和调制法单极性PWM控制方式调制信号ur为正弦波，载波uc在

6、ur正半周为正极性三角波，在负半周为负极性三角波在ur正半周，V1导通，V2关断——ur>uc，导通V4，关断V3，uo=Ud——uruc，关断V3，导通V4，uo=0iourucuOwtOwtuouofuoUd-Ud7.2PWM逆变电路及其控制方法1.计算法和调制法双极性PWM控制方式仍然在ur和uc的交点，控制各开关器件通断在ur半个周期内，uc有正有负，PWM波也有正

7、有负，在ur一个周期内，PWM波只有±Ud两种电平在ur正负半周各开关控制规律相同——ur>uc，V1和V4导通，V2和V3关断。io>0，V1和V4通；io<0，VD1和VD4通。uo=Ud——ur0，VD2和VD3通，uo=-UdiourucuOwtOwtuouofuoUd-Ud7.2PWM逆变电路及其控制方法1.计算法和调制法三相桥式PWM逆变电路采用双极性控制方式U、V和W三相公用一个三角波载波uc，三相调制信号urU、

8、urV和urW依次相差120o工作过程——urU>uc，V1导通，V4关断，uUN’=Ud/2——urU