PWM逆变器-修订版ppt课件.ppt

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1、脉宽调制型（PWM）逆变器PulseWidthModulation讲课目录邱浩：带电流滞环跟踪的ＰＷＭ逆变器控制曾快：SPWM单双极性调制李杰：SPWM波的调制条件和同步、异步、分段调制比较沈子乂：基础概念准备回璇：PWM调制在交-直-交系统中的优势赵晓阳：电压型和电流型PWM调制比较卿怡：SPWM波的计算法梁达：三相桥式PWM调制基础概念准备（１）PWM的定义：用直流斩波的方法，将逆变器的输出相电压调制成幅值相等的若干个矩形电压脉冲，通过调节占空比改变脉冲宽度，即可改变输出电压的大小，而调节一个周期的循环开断时

2、间可改变输出电压的频率，从而在逆变器上实现VVVF的综合控制。（２）核心依据：在具有惯性环节（电容、电感储能元件）的电路中，能用等面积的等幅不等宽的脉冲序列等效正弦波。（3）ＰＷＭ脉冲序列：用来控制逆变器功率开关元件ＶＴ１～ｖＴ６的通断，以使逆变器输出ＰＷＭ电压波。（通过载波、调制波、比较器获得）基础概念准备（4）ＩＧＢＴ全控器件的等效电路与开关特性IGBT的等效电路如左图所示。由图可知,若在IGBT的栅极（G）和发射极(E)之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使

3、得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V或负电压,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止。SPWM单极性和双极性调制以等腰三角形载波ut和参考正弦波ur的相交关系，可以产生SPWM调制波。当参考电压ur在正半波时，若，则调制波up=0;若，则up为宽度不等的矩形脉冲波，矩形面积所表示的输出电压的有效值大小符合正弦分布规律，称这种脉冲序列为SPWM序列。当ur在负半周期时，需要把ur正半波的SPWM序列反响，得到一个周期的、幅值在0~up变化的脉冲序列，称为单极性SPWM调制

4、模式，如下图所示：SPWM单极性和双极性调制如果在每个焦点ur=ut处同时产生正、负触发脉冲，在一个半周内既有up又有-up脉冲序列。这种调制称为双极性SPWM调制模式，如下图所示：SPWM单极性和双极性调制在两电平电路中，双极性控制能够控制同一个桥臂上的功率器件互补通断，前提是遵循先断后通原则。虽然矩形脉冲组成有正有负，但在逆变器输出端只能是电压平均值，显然在正半周期+Ud/2脉冲合成面积大于-Ud/2的面积，电压平均值为正，且电压脉冲宽度任然符合正弦分布，因此近似于正弦电压。同理，负半周期逆变器输出负值正弦。

5、三相桥式PWM逆变电路电路用途：三相桥式PWM变频电路是PWM变频电路中使用最多的，它被广泛应用在异步电动机的变频调速中，其控制方式为双极性方式。电路组成：不控整流环节，采用6个二极管VD1~VD6整流；逆变环节，6个快速功率开关器件IGBT和6个快速续流二极管DF1~DF6组成;三相对称负载，大多为感性；调制电路，用于控制IGBT通断。开关脉冲的产生载波信号参考信号参考信号载波信号参考信号载波信号三相参考信号ura、urb、urc分别为三相正弦波信号，其幅值和频率均相等，相位依次差120度。A、B、C三相的PW

6、M控制共用一个三角波信号ut,其PWM控制规律相同。现在以A相为例，当ura>ut时，使VT1导通，VT4关断；当ura

7、其余两相的控制规律与A相相同。在双极性控制方式中，同一相上下两桥臂的驱动信号都是互补的。但为了防止上下两桥臂直通而造成短路，要遵循“先断后通”的原则，在给一个桥臂加关断信号后，再延迟一小段时间，才给另一个桥臂加导通信号。延迟时间主要由功率开关的关断时间决定。三相桥式PWM变频器也是靠同时改变三相参考信号（调制信号）ura、urb、urc的调制周期来改变输出电压频率的，靠改变三相参考信号的幅度即可改变输出电压的大小。PWM变频器用于异步电动机变频调速时，为了维持电动机气隙磁通恒定，输出频率和电压大小必须进行协调控制

8、，即改变三相参考信号调制周期同时必须相应改变其幅值。仿真从逻辑的角度讲解其原理：开关脉冲电路逆变电路负载仿真—脉冲开关电路仿真—逆变电路相当于两个电容串联支路。仿真ＳＰＷＭ波的计算法为简化算法难度，常采用对称规则采样法，原理图如下：由模拟电路过度道微机数字计算在相邻的两个三角波的中点（也即是相反三角波的顶点）引一垂线，与参考电压ur交于E点，该点参考波ur的相角所对应的时