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《电力电子技术（哈尔滨工程大学）电力电子技术习题及思考题7》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、7.1PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）在采样控制理论中有一条重要的结论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即窄脉冲的面积。效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。述原理称为面积等效原理以正弦PWM控制为例。把正弦半波分成N等份，就可把其看成是N个彼此相连的脉冲列所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于兀/N,但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替
2、，使矩形脉冲的中点和相应止弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就得到PWM波形。各PWM脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。可见，所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。7.3三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单…的极性，所得的PWM波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM控制方式。三角波载波始终是有正有负为双极性的，所得的PWM波形在半个周期中有正、有负，贝I」称之为双极性PWM
3、控制方式。三相桥式PWM型逆变电路中，输出相电压有两种电平：0.5S和・0.5S。输出线电压有三种电平5、0、-C/do7.4首先尽量使波形具有对称性，为消去偶次谐波，应使波形正负两个半周期对称，为消去谐波中的余弦项，使波形在正半周期前后1/4周期以兀/2为轴线对称。考虑到上述对称性，半周期内有5个开关时刻可以控制。利用其中的1个自由度控制基波的大小，剩余的4个自由度可用于消除4种频率的谐波。7.5载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。在异步调制方式中，通常保持载波频率£固定不变，因而当信号波频率兀变化时，载波比N是变化的。异步
4、调制的主要特点是：在信号波的半个周期内，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。这样，当信号波频率较低时，载波比N较大，一周期内的脉冲数较多，正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4周期脉冲不对称产生的不利影响都较小，PWM波形接近正弦波。而当信号波频率增高吋,载波比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，有时信号波的微小变化还会产生PWM脉冲的跳动。这就使得输出PWM波和正弦波的茅异变大。对于三相PWM型逆变电路来说，三相输出的对称性也变弟。载波比N等于常数，
5、并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。同步调制的主要特点是:在同步调制方式中，信号波频率变化时载波比N不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的O波不易滤除。当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声。当逆变电路输出频率很高时，同步调制时的载波频率&会过高，使开关器件难以承受。此外，同步调制方式比异步调制方式分段同步调制是把逆变电路的输出频率划分为若干段每个频段的载波比一定,不同频段采用不同的载波比。其优点主要是，在髙频段米用较低的载波比，使载波频率不致过高，可限制在功率器件允许的范围内。而在低频段采用较高
6、的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响。7.6规则采样法是一种在采用微机实现时实用的PWM波形生成方法。规则采样法是在自然采样法的基础上得出的。规则采样法的基本思路是：取三角波载波两个正当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的载波频率&也很低。&过低时由调制带来的谐峰值之间为一个采样周期。使每个PWM脉±叫冲的中点和三角波一周期的中点（即负峰点）重合，在三角波的负峰时刻对正弦信号波采样而得到正弦波的值，用幅值与该正弦波值相等的一条水平直线近似代替正弦信号波，用该直线与三角波载波的交点代替正弦波与载波的交点，即可得出控制功率开关器件通
7、断的时刻。比起口然采样法，规则采样法的计算非常简单，计算量大大减少，而效果接近自然采样法，得到的SPWM波形仍然很接近正弦波，克服了自然采样法难以在实时控制中在线计算，在工程中实际应用不多的缺点。7.7单相SPWM波形中所含的谐波频率为:h（d式中，〃=1,3,5,…时，$0,2,4,…；〃=2,4,6,…时，Bl,3,5,…在上述谐波中，幅值最高影响最大的是角频率为皱的谐波分量。三相SPWM波形中所含的谐波频率为：血±畑C—「式中，兀=1,3,5,・・・时，^=3（2加一1）±1,加=1,2,・・・；—2,4,6,…吋，"严+1爪0,1,…
8、[6加—1加=12…在上述谐波中，幅值较高的是0）c±2c0i•和20）c±C0ro7.8采用梯形波控制方式，即用梯形波作为调制信号，可以有效地提高直流电压的利用率
