第六章 脉宽调(PWM)技术

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1、龙岩学院物理与机电学院电气教研组1第六章PWM控制技术引言第一节PWM控制的基本原理第二节PWM逆变电路及其控制方法第三节PWM跟踪控制技术第四节PWM整流电路及其控制方法本章小结龙岩学院物理与机电学院电气教研组2第六章PWM控制技术•引言PWM(PulseWidthModulation)控制就是脉宽调制技术：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)。第三、四章已涉及到PWM控制，第三章直流斩波电路采用的就PWM技术；第四章的第一节斩控式调压电路和第四节矩阵式变

2、频电路都涉及到了。龙岩学院物理与机电学院电气教研组3第六章PWM控制技术•引言PWM控制的思想源于通信技术，全控型器件的发展使得实现PWM控制变得十分容易。PWM技术的应用十分广泛，它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。现在使用的各种逆变电路都采用了PWM技术，因此，本章和第5章（逆变电路）相结合，才能使我们对逆变电路有完整地认识。龙岩学院物理与机电学院电气教研组4第

3、一节PWM控制的基本思想一、采样控制理论的重要结论——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图6-1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲d)单位脉冲函数f(t)d(t)tOa)矩形脉冲b)三角形脉冲c)正弦半波脉冲tOtOtOf(t)f(t)f(t)龙岩学院物理与机电学院电气教研组5第一节PWM控制的基本思想b)图6-2冲量相等的各种窄脉冲的响应波形具体的实例说明“面积等效原理”a）u(t)－电压窄脉冲，是电

4、路的输入。i(t)－输出电流，是电路的响应。龙岩学院物理与机电学院电气教研组6Ouωt>SPWM波第一节PWM控制的基本思想二、如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波Ouωt>Ouωt>注意：若要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。龙岩学院物理与机电学院电气教研组7第一节PWM控制的基本思想等幅PWM波输入电源是恒定直流第3章的直流斩波电路6.2节的PWM逆变电路6.4节的PWM整流电路不等幅PWM波输入电源是交流或不是恒定的直流4.1节的斩控式交流调压电路4.4节的矩

5、阵式变频电路OwtUd-UdUoωt三、等幅不等宽PWM波和等宽不等幅PWM波龙岩学院物理与机电学院电气教研组8第一节PWM控制的基本思想.PWM电压波电压型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电压波。四、PWM电压波和PWM电流波：.PWM电流波电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波。龙岩学院物理与机电学院电气教研组9第一节PWM控制的基本思想所有波形都可以等效成PWM波，如：直流斩波电路直流波形SPWM波正弦波形可以等效成其他所需波形五、PWM波可等效的各种波形龙岩学院物理

6、与机电学院电气教研组10第二节PWM逆变电路及其控制方法目前中小功率的逆变电路几乎都采用PWM技术。逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。本节内容构成了本章的主体。PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种，目前实用的PWM逆变电路几乎都是电压型电路。龙岩学院物理与机电学院电气教研组11第二节PWM逆变电路及其控制方法一.计算法和调制法二.异步调制和同步调制三.规则采样法四.PWM逆变电路得谐波分析龙岩学院物理与机电学院电气教研组12一.计算法和调制法1.计算法根据正弦波频率、幅值和半周期脉

7、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。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。Ouωt>Ouωt>龙岩学院物理与机电学院电气教研组13一.计算法和调制法2.调制法（实际应用主要方法）调制信号u0：希望输出的波形；载波uc：接受调制的信号波，如等腰三角形、锯齿波，一般采用等腰三角形：通过信号波ur的调制得到所期望的PWM波形。urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud龙岩学院物理与机电学院电气教研组14一.计算法

8、和调制法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