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1、北京化工大学毕业设计（外文翻译）PWM驱动器的控制策略TREVORL.GRANT,MEMBER,IEEE,THOMASH.BARTON,FELLOW,IEEE测控1102李壮2011014387摘要—大多数脉冲宽度调制(PWM)驱动操作在三种不同的模式：较低速度的纯PWM,较高速度的纯六步和中间速度的quasi-PWM。纯PWM阶段可以在恒频、同步的载体上运行。quasi-PWM过渡阶段,由于操作的最小停留时间要保护系统,必须同步。对于信号而言，传输的阶段就显得很重要。在这种情况下,建议将载波信号频率比是3的奇倍数。在传输阶段，如果能做到这样，当信号为零时，载体和信号有着异号的
2、斜率。简介变速驱动器利用交流电动机变频。我们遇到的源自逆变器的三相交流越来越频繁。变频器用于此处目的,除了调节频率与所需的速度一样外,也调节电压。它或多或少的接近于这个频率，来时以器件内的通量密度维持在正常操作的值。在适度的速度范围内，要实现两到三个要求中的一个，只需要一个简单的六步逆变器和变压直流电源,就可以满足要求。然而，由于要求不高或是极低的速度操作，速度范围变得很大，这三个要求也变得很难实现。首先,电源电压变得低到影响逆变器的换向能力。第二,六步波形的谐波与基本波交互产生低频力矩，导致其以非常低的速度不规则旋转。第三,电压控制回路这个事实就包含了一个实质性的滞后，这个滞
3、后是由于直流电源与逆变器之间的低通滤波器稳定地以低速运行造成的。所有这三个问题可以通过使用脉冲宽度调制(PWM)来解决。电源电压和它的交换能力都保持不变。谐波产生在变频器载波频率附近，由此产生的高频力矩在低通机械方面呈现无害的特点。逆变器电压调节功能可以执行时，它也可以以相同的速度影响频率控制。然而,这一系列问题的解决又带来其他的麻烦。第一是因为必要的大功率逆变器的频率近似范围仅限于250-1000赫兹。调制的载波,为了达到所说的120赫兹的输出频率,这个频率对应于双普通电动机的速度,带来了不想见到的低谐波频率。传统的六步逆变器,产生这样的频率当然没有问题,且第一个有效谐波是逆
4、变器的频率的五倍,这应该被高度认可。12北京化工大学毕业设计（外文翻译）其次,直流电源的利用率差,交流输出电压的有效值被限制在直流电压的大约70%。在现实中,由于逆变器的限制,我们将调用最小停留时间,最大有效值电压明显低于理想值,约57%的直流电压。相比之下,六步操作可以产生一个有效的交流电压，它大约是直流电压的90%,达到了59%的更好的利用率。自换向在提高电压和提高速度方面不是问题。因为高速运行时传动稳定性能更容易满足了。将低速的纯PWM和高速的纯六步的优点与从一个系统到另一个系统时的过渡阶段以中等速度结合起来是非常有利的。负载特性经常遇到,它从低速条件下的恒转矩需求转变成
5、到高速的恒功率要求,这就使得这样一个混合动力系统更具吸引力,因为直流电压可以左不变甚至可以六步操作。这样一个驱动要求控制策略,使得不同阶段的操作都收益，而且不需要花特别大的代价或者不必要的妥协。这些策略已经被许多作家审查。大多数人只在PWM阶段进行考虑，但Kliman和Plunkett的贡献]尤其全面,其中涵盖所有三个阶段的操作:PWM、六步和两者之间的过渡。在这里，像KlimanandPlunkett一样，除了额外的见解，我们将介绍完整的一系列操作，以及最近被描述的贝塞尔逼近PWM波形。PWM阶段PWM波形的一般考虑参数表明,信号和载波同步,他们的频率之间的关系是3的奇数倍。
6、贝塞尔逼近已被证明有一个精度优于0.1%的信号载波频率的范围，这表明这样的推理是基于恐惧且毫无根据的。12北京化工大学毕业设计（外文翻译）图1：脉冲宽度调制波的频谱与500赫兹载波频率,35赫兹信号频率,调制指数为0.8。SpectrumzlPWM波形的频率贝塞尔逼近表明PWM频谱由基本的信号频率和高频率成分，它集中在载波频率及其谐波的中心。图1展示了一个典型的波谱。组件的振幅的信号频率与调制指数成正比。集中在载波频率的带和载波频率的奇数倍组成上下边带相等的振幅，甚至被信号频率的倍数所取代。甚至载波频率的谐波有零振幅，这些集中于此的带拥有被信号频率的倍数所取代的上下边带组件。谐
7、波的振幅随着带中心频率的上升和带中心距离的增加而迅速减少。带的宽度随着调制指数的增大而变宽。图1,画出的是调制指数为0.8时的频谱,表示的是一最坏的一种情况。次谐波信号的频率和直流组件是完全无关的,远低于0.1%的梳刷的振幅。作为一个说明性的例子，我们可以考虑在500赫兹调制载波信号和35赫兹信号频率时，调制指数为0.8。振幅如图1中所示。这个组件在35赫兹的振幅是直流电源电压的80%。集中于500赫兹的带在500赫兹有一种组分,振幅为直流0.8181V,和边带组件500±70赫兹时,振幅为
