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时间:2020-12-15
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1、单相全桥逆变器控制技术基础__________________________________________________目录1231.SPWM控制2.滞环控制3.电压电流双闭环控制44.PID1__________________________________________________SPWM控制单相全桥逆变器拓扑结构__________________________________________________逆变器的两种调制技术开关频率固定,等于载波频率,高频滤波器设计方便。和滞环比较控制方式相比,这种控制方式输出电流所含的谐波少。SPWM滞环调制采用瞬时值比较方
2、式,虽存在开关频率不固定的缺点使滤波器设计困难(可设计可变环宽控制策略使开关频率固定;但它具有自动峰值限制能力,电流跟踪精度高、动态响应快、不依赖负载参数和无条件稳定等优点。滞环控制3__________________________________________________SPWM控制■面积等效原理◆是PWM(脉冲宽度调制)控制技术的重要理论基础。◆原理内容: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。☞冲量即指窄脉冲的面积。☞效果基本相同,是指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,则其低频段非常接近,仅在高频段略有差异。4__
3、________________________________________________SPWM控制■用PWM波代替正弦半波◆将正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲宽度为/N,但幅值顶部是曲线且大小按正弦规律变化的脉冲序列组成的。◆把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点和相应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(冲量)相等,这就是PWM波形。◆对于正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到PWM波形。◆脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形,也称SPWM(SinusoidalPWM)波形。5_____________
4、_____________________________________SPWM控制■计算法◆根据逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内的脉冲数,将PWM波形中各脉冲的宽度和间隔准确计算出来,按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断,就可以得到所需要的PWM波形,这种方法称之为计算法。◆计算法是很繁琐的,当需要输出的正弦波的频率、幅值或相位变化时,结果都要变化。■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,通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。◆通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波,其中等腰三角波应用最多。SPWM实现6___________________
5、_______________________________SPWM控制urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud◆单极性PWM控制方式☞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ur的负半周为负极性的三角波。在电流的正半周,V1始终导通7__________________________________________________SPWM控制◆双极性PWM控制方式☞在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制各开关器件的通断。☞在ur的半个周期内,三角波载波有正有负,所得的PWM波也是有正有负,在ur的一个周期内,输出的PWM波只有±Ud两种电平。☞在
6、ur的正负半周,对各开关器件的控制规律相同。urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud8__________________________________________________SPWM控制■在正弦波和三角波的自然交点时刻控制功率开关器件的通断,这种生成SPWM波形的方法称为自然采样法。■规则采样法◆是一种应用较广的工程实用方法,其效果接近自然采样法,但计算量却比自然采样法小得多。◆方法说明☞取三角波两个正峰值之间为一个采样周期Tc,使每个脉冲的中点都以相应的三角波中点(即负峰点)为对称。☞在三角波的负峰时刻tD对正弦信号波采样而得到D点,过D点作一水平直线和三角波分别交
7、于A点和B点,在A点时刻tA和B点时刻tB控制功率开关器件的通断。☞可以看出,用这种规则采样法得到的脉冲宽度和用自然采样法得到的脉冲宽度非常接近。ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d9__________________________________________________SPWM控制☞和'的确定设正弦调制信号波为式中,a称为调制度,0≤a<1;r为正弦信号波角频率,从图中可得如下关系式因此可得10_
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