西安交大电力电子-第7章ppt课件.ppt

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1、第七章PWM控制技术引言7.1PWM控制的基本原理7.2PWM逆变电路及其控制方法7.3PWM跟踪控制技术7.4PWM整流电路及其控制方法小节1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5、6章已涉及到PWM控制，第5章直流斩波电路采用的就PWM技术;第6章的6.1斩控式调压电路和6.4矩阵式变频电路都涉及到了。2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

2、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4章（逆变电路）相结合，才能使我们对逆变电路有完整地认识。37.1PWM控制的基本思想重要理论基础——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7-1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

3、(t)f(t)f(t)47.1PWM控制的基本思想b)图7-2具体的实例说明“面积等效原理”a）u(t)－电压窄脉冲，是电路的输入。i(t)－输出电流，是电路的响应。5Ouωt>Ouωt>SPWM波7.1PWM控制的基本思想Ouωt>如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波67.1PWM控制的基本思想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。Ouωt>Ouωt>SPWM波Ouωt>如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波77.1PWM控制的基本思想OwtUd-Ud对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波

4、为：OwtUd-Ud根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的PWM波，而且这种方式在实际应用中更为广泛。87.1PWM控制的基本思想等幅PWM波输入电源是恒定直流第5章的直流斩波电路7.2节的PWM逆变电路7.4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6.1节的斩控式交流调压电路6.4节的矩阵式变频电路OwtUd-Uduoωt97.1PWM控制的基本思想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。PWM波可等效的各种波形直流斩波电路直流波形SPWM波正弦波形等效成其他所需波形，如:所需波形等效的PWM波107.2PWM逆变电路及其控

5、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。117.2PWM逆变电路及其控制方法7.2.1计算法和调制法7.2.2异步调制和同步调制7.2.3规则采样法7.2.4PWM逆变电路的谐波分析7.2.5提高直流电压利用和减少开关次数7.2.6PWM逆变电路的多重化127.2.1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。本方

6、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。137.2.1计算法和调制法工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。以uo正半周为例，V1通，V2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。负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于Ud。调制法图7-4单相桥式PWM逆变电路结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明147.2.1计算法和调制法V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，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=Ud。V4关断V3

7、开通后，io从V3和VD1续流，uo=0。uo总可得到Ud和零两种电平。uo负半周，让V2保持通，V1保持断，V3和V4交替通断，uo可得-Ud和零两种电平。调制法图7-4单相桥式PWM逆变电路157.2.1计算法和调制法单极性PWM控制方式（单相桥逆变）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