变频器与伺服驱动技术应用(向晓汉)课件PPT课件：认识SPWM调制技术及SPWM逆变器.ppt

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1、任务2认识SPWM调制技术及SPWM逆变器电机驱动与伺服控制项目二简易通用型变频器调速系统安装与调试无锡职业技术学院电力电子器件（MOS管、IGBT管及IPM）及SPWM调制技术；电力电子器件（MOS管、IGBT管及IPM）及SPWM调制技术。会识别IGBT管、IPM以及测试是否完好；知识点技能点重点变频器对输出波形的调制既要变频，又要变压，变频是由逆变器完成的。而变压按输出电压调节方式不同，变频器有PAM、PWM和SPWM等多种方式。2.1变频器电压调节方式PAM方式--------脉冲幅值调节方式是通过改变直流侧的电压幅值

2、进行调压的。在变频器中，逆变器只负责调节输出频率，而输出电压则由相控整流器或直流斩波器通过调节直流电压去实现。PWM方式--------脉冲宽度调节方式变频器中的整流器采用不可控的整流二极管整流电路。变频器的输出电压和输出频率均由逆变器PWM方式调节。PWM信号作为各晶体管的基极驱动信号控制各晶体管的通断。SPWM方式-------正弦脉冲宽度调节方式它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。广泛地用于电动机调速和阀门控制，比如电动车电机调速就是使用这种方式。用可控整流器调压、逆变器调频用斩波器调压的交—直—交变频器2

3、.2变频器电压调节方式调压和调频分别在两个环节上，由控制电路进行协调整流环节采用二极管不可控整流，增设斩波器进行调压，再用逆变器调频。用PWM逆变器同时调压调频用PWM逆变器，输出电压是一系列脉冲，调节脉冲宽度就可以调节输出电压值。2.3变压器中的半导体开关器件（1）晶闸管（SCR）属于半控型电力电子器件，在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的门极和阴极间也加正向电压形成触发电流，使晶闸管导通，一旦导通，门极即失去控制作用。特点是耐压高，电流大，抗冲击能力强。（2）门极可关断晶闸管（GTO）属于全控型器件，开通和关闭都可

4、以由脉冲实现。无须强迫换相装置，损耗小，装置效率高，易于实现PWM控制。晶闸管（SCR）门极可关断晶闸管（GTO）（3）电力晶体管（GTR）又称双极型晶体管，目前常用的GTR有单管、达林顿管和GTR模块3大系列。缺点是耐冲击能力较差，易受二次击穿而损坏。（4）绝缘栅双极型晶体管IGBT是场效应管（MOSFET）和电力晶体管（GTR）的产物。当栅极加正向电压时，IGBT导通；当栅极加负电压时，IGBT关断。绝缘栅双极型晶体管IGBT（5）智能功率模块IPMIPM（IntelligentPowerModule），即智能功率模块，不

5、仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。而且还内部集成有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到CPU。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以保证IPM自身不受损坏。IPM一般使用IGBT作为功率开关元件，内部集成电流传感器及驱动电路的集成结构。IPM以其高可靠性，使用方便赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，是变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电的一种非常理想的电力电子器件。智能功率模块IPM2.4IGBT判断极性首先将

6、万用表拨在R×1KΩ挡，用万用表测量时，若某一极与其它两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极(G)。其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中，则判断红表笔接的为集电极(C);黑表笔接的为发射极(E)。2.5IGBT判断好坏将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT的集电极(C)，红表笔接IGBT的发射极(E)，此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极(G)和集电极(C)，这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能

7、站住指示在某位置。然后再用手指同时触及一下栅极(G)和发射极(E)，这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的。2.6逆变电路以IGBT为逆变器件的逆变电路。其主要特点如下：（1）载波频率高大多数变频器的载波频率可在3～15kHz的范围内任意可调。（2）电流波形大为改善载波频率高的结果是电流的谐波成分减小，电流波形十分接近正弦波，故电磁噪声减小，而电动机的转矩增大。（3）控制功耗减小IGBT的驱动电路取用电流极小，几乎不损耗功率。（4）瞬间停电可以不停机这是因为IGBT的栅极电流极小，停电后，栅极控制电压

8、衰减较慢，IGBT不会立即进入放大状态。2.7SPWM逆变器的工作原理（1）期望其输出电压是纯粹的正弦波形，然后把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替，矩形脉冲的幅值不变，各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合，这样由几个等幅不等宽的矩形