[信息与通信]pwm控制技术

《[信息与通信]pwm控制技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、PWM控制技术PWM控制的基本原理PWM逆变电路的及其控制方法2PWM控制技术PWM控制对脉冲的宽度进行调制的技术通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值）有效地进行谐波抑制动态响应、效率等性能优良在电力电子装置中应用广泛3采样控制理论中一个重要结论大小、波形不相同的窄脉冲变量作用于惯性系统时，只要它们的冲量即变量对时间的积分相等，其作用效果基本相同。该原理被称为冲量（面积）等效原理。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如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其

2、低频段非常接近，仅在高频段略有差异大小、波形不相同的两个窄脉冲电压作用于L、R电路时，只要两个窄脉冲电压的面积（冲量）相等，则它们形成的电流响应就相同。4图a为方波窄脉冲、图b为三角波窄脉冲、图c为正弦半波窄脉冲，它们的面积都等于1，当它们分别加在具有惯性的同一环节上时，其输出响应基本相同当窄脉冲变为图的单位冲击函数δ（t）时，环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数f(t)δ(t)tOa)b)c)d)tOf(t)tOf(t)tOf(t)形状不同而冲量相同的各种窄脉冲PWM控制的基本原理5i(t)u(t)i(t

3、)t0冲量相同的各种窄脉冲的响应波形u(t)为电压窄脉冲，为电路的输入，电流i(t)为电路的输出，i(t)的上升阶段，脉冲形状不同，i(t)的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同，脉冲越窄，各i(t)波形的差异也越小PWM控制的基本原理6如周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的用傅里叶级数分解后，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同上述原理为面积等效原理，是PWM控制技术的重要理论基础i(t)u(t)i(t)t0冲量相同的各种窄脉冲的响应波形PWM控制的基本原理71964年

4、，德国A.Schonung率先提出了脉宽调制变频的思想。交—直—交变压变频器的原理框图，逆变器的功率开关器件采用全控式器件，按一定规律控制其导通或关断，使输出端获得一系列宽度不等的矩形脉冲电压波形。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。PWM控制的基本原理8将正弦波分成N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形，这些脉冲宽度相等，为π/N，但幅值不等，各脉冲幅值按正弦规律变化a用PWM波代替正弦半波PWM控制的基本原理9aOuωt>

5、b用PWM波代替正弦半波如将脉冲序列用相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应的正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相等，可得脉冲序列，即PWM波形PWM控制的基本原理10脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形SPWM波形SPWM波形等幅PWM（直流电源产生）不等幅PWM（交流电源产生）PWM控制的基本原理11一、计算法和调制法计算法根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计算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

6、调制法把希望输出的波形（正弦波）按比例缩小作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过载波的调制得到所期望的PWM波形12等腰三角波或锯齿波调制法把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的PWM波形13V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补uo正半周时，V1导通，V2关断，V3和V4交替通断负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负阻感负载14阻感负载负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于UdV4关断时，负载电流通过V1和VD3续

7、流，uo=0负载电流为负的区间，V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud15阻感负载V4关断，V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0uo总可得到Ud和零两种电平uo负半周，让V2保持导通，V1保持断开，V3和V4交替通断，uo可得-Ud和零两种电平16调制信号ur为正弦波，载波uc在ur的正半周为正极性的三角波，在负半周为负极性的三角波在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断ur正半周，V1保持通，V2保持断当ur>uc时使V4通，V3断，uo=Ud当ur

8、V4断，V3通，uo=0表示uo的基波分量单极性PWM控制方式（单相桥逆变）17表示uo的基波分量Ur负半周，V1保持断，V2保持通当uruc时，使V3断，V4通，uo=0单极性PWM控制方式Ur半个周期内三角波载波只在正极性或负极性一种极性范围内变化，所得PWM波形也只在正极性或负极性一种极性范围内变化18双极性PWM控制方式（单相桥逆变）双极性PWM控制方式在ur的半个周期内