【正文】 c2uc1? tuUVuO? tO? tO? tO? tO? tuU 1 N 39。2Ud?2Ud圖 721 二重 PWM型逆變電路輸出波形 PWM跟蹤控制技術(shù) ?PWM波形生成的第三種方法 —— 跟蹤控制方法 ?把希望輸出的波形作為指令信號(hào) ， 把實(shí)際波形作為反饋信號(hào) ， 通過(guò)兩者的瞬時(shí)值比較來(lái)決定逆變電路各開(kāi)關(guān)器件的通斷 , 使實(shí)際的輸出跟蹤指令信號(hào)變化 常用的跟蹤控制方法 滯環(huán)比較方式 三角波比較方式 滯環(huán)比較方式 ?電流跟蹤控制應(yīng)用最多 ?基本原理 ?把指令電流 i*和實(shí)際輸出電流 i的偏差 i*i作為滯環(huán)比較 器的輸入 ?通過(guò)比較器的輸出控制器件V1和 V2的通斷 ?V1（ 或 VD1） 通時(shí) ， i增大 ?V2（ 或 VD2） 通時(shí) ， i減小 ?通過(guò)環(huán)寬為 2DI的滯環(huán)比較器的控制 ， i就在 i*+DI和 i*DI的范圍內(nèi) ， 呈鋸齒狀地跟蹤指令電流 i* 負(fù)載L+圖6 2 2iii *VD1VD2V1V22Ud2UdO圖6 2 3ti i i *+ D? Ii * D? Ii *? 參數(shù)的影響 ? 滯環(huán)環(huán)寬對(duì)跟蹤性能的影響：環(huán)寬過(guò)寬時(shí) ， 開(kāi)關(guān)頻率低 ， 跟蹤誤差大；環(huán)寬過(guò)窄時(shí) ， 跟蹤誤差小 ， 但開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高 ， 開(kāi)關(guān)損耗增大 ? 電抗器 L的作用： L大時(shí) , i的變化率小 , 跟蹤慢 L小時(shí) , i的變化率大 , 開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高 O圖6 2 3ti i i *+ D? Ii* D? Ii*?三相的情況 ? 三相電流指令信號(hào)依次相差 120186。 ， 電路向交流電源送出無(wú)功功率 ， 這時(shí)稱(chēng)為靜止無(wú)功功率發(fā)生器（ Static Var Generator— SVG） ? d：通過(guò)對(duì) 幅值和相位的控制 ， 可以使 比 超前或滯后任一角度 j??ABU sU? ?Is sU??UAB sU? ?Is sU??UAB sU? ?Is sU??UAB ?Is sU?? 對(duì)單相全橋 PWM整流電路工作原理的進(jìn)一步說(shuō)明 整流狀態(tài)下 ? us 0時(shí) ， （ V VD VD Ls） 和 （ V VDVD Ls） 分別組成兩個(gè)升壓斬波電路 ， 以 （ VVD VD Ls） 為例 ? V2通時(shí) ， us通過(guò) V VD4向 Ls儲(chǔ)能 ? V2關(guān)斷時(shí) ， Ls中的儲(chǔ)能通過(guò) VD VD4向 C充電 ? us 0時(shí) ， （ V VD VD Ls） 和 （ VVD VD Ls） 分別組成兩個(gè)升壓斬波電路 ? 由于是按升壓斬波電路工作 ， 如控制不當(dāng) ， 直流側(cè)電容電壓可能比交流電壓峰值高出許多倍 ，對(duì)器件形成威脅 ? 另一方面 ， 如直流側(cè)電壓過(guò)低 ， 例如低于 us的峰值 ， 則 uAB中就得不到圖 729a中所需的足夠高的基波電壓幅值 ， 或 uAB中含有較大的低次諧波 ， 這樣就不能按需要控制 is， is波形會(huì)畸變 ? 可見(jiàn) ， 電壓型 PWM整流電路是升壓型整流電路 ， 其輸出直流電壓可從交流電源電壓峰值附近向高調(diào)節(jié) ， 如要向低調(diào)節(jié)就會(huì)使性能惡化 ，以至不能工作 2． 三相 PWM整流電路 ? 圖 730， 三相橋式 PWM整流電路 ，最基本的 PWM整流電路之一 ，應(yīng)用最廣 ? 工作原理和前述的單相全橋電路相似 ， 只是從單相擴(kuò)展到三相 ? 進(jìn)行 SPWM控制 ， 在交流輸入端A、 B和 C可得 SPWM電壓 ， 按圖729a的相量圖控制 ， 可使 ia、 ib、ic為正弦波且和電壓同相且功率因數(shù)近似為 1 ? 和單相相同 ， 該電路也可工作在逆變運(yùn)行狀態(tài)及圖 c或 d的狀態(tài) 負(fù)載圖6 3 0CuaLsiaRsV1V2V4V3ABVD3VD1VD2VD4+udCV5VD5V6VD6ubibucic圖 730 三相橋式 PWM整流電路 PWM整流電路的控制方法 ? 有多種控制方法 ， 根據(jù)有沒(méi)有引入電流反饋可分為兩種 沒(méi)有引入交流電流反饋的 —— 間接電流控制 引入交流電流反饋的 —— 直接電流控制 1． 間接電流控制 ? 間接電流控制也稱(chēng)為相位和幅值控制 ? 按圖 729a（ 逆變時(shí)為圖 729b） 的相量關(guān)系來(lái)控制整流橋交流輸入端電壓 ， 使得輸入電流和電壓同相位 ，從而得到功率因數(shù)為 1的控制效果 ? 圖 731， 間接電流控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 ? 圖中的 PWM整流電路為圖 730的三相橋式電路 ? 控制系統(tǒng)的閉環(huán)是整流器直流側(cè)電壓控制環(huán) ?控制原理 ? 和實(shí)際直流電壓 ud比較后送入 PI調(diào)節(jié)器 ， PI調(diào)節(jié)器的輸出為一直流電流信號(hào) id， id的大小和整流器交流輸入電流幅值成正比 ? 穩(wěn)態(tài)時(shí) ， ud= ， PI調(diào)節(jié)器輸入為零 ， PI調(diào)節(jié)器的輸出id和負(fù)載電流大小對(duì)應(yīng) ， 也和交流輸入電流幅值相對(duì)應(yīng) ? 負(fù)載電流增大時(shí) ， C放電而使 ud下降 ， PI的輸入端出現(xiàn)正偏差 ， 使其輸出 id增大 ， 進(jìn)而使交流輸入電流增大 ，也使 ud回升 。 ? 指令信號(hào)和實(shí)際交流電流信號(hào)比較后 ， 通過(guò)滯環(huán)對(duì)器件進(jìn)行控制 ， 便可使實(shí)際交流輸入電流跟蹤指令值 *ai*bi *ci*ai*bi *ci圖 732 直接電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 ?優(yōu)點(diǎn) ?控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 電流響應(yīng)速度快 ， 系統(tǒng)魯棒性好 ?獲得了較多的應(yīng)用 圖6 3 2PI負(fù)載s i n ( ? t + 2 k ? / 3 )( k = 0 , 1 , 2 )u*dud++idia , b , cudR Lua, ub, uci*a , b , c?PWM控制技術(shù)的地位 ? PWM控制技術(shù)是在電力電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用 ，并對(duì)電力電子技術(shù)產(chǎn)生了十分深遠(yuǎn)影響的一項(xiàng)技術(shù) ?器件與 PWM技術(shù)的關(guān)系 ? IGBT、 電力 MOSFET等為代表的全控型器件的不斷完善給 PWM控制技術(shù)提供了強(qiáng)大的物質(zhì)基礎(chǔ) ?PWM控制技術(shù)用于直流斬波電路 ? 直流斬波電路實(shí)際上就是直流 PWM電路 ， 是 PWM控制技術(shù)應(yīng)用較早也成熟較早的一類(lèi)電路 ， 應(yīng)用于直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)就構(gòu)成廣泛應(yīng)用的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng) 本章小結(jié) ?PWM控制技術(shù)用于交流 — 交流變流電路 ?斬控式交流調(diào)壓電路和矩陣式變頻電路是PWM控制技術(shù)在這類(lèi)電路中應(yīng)用的代表 ?目前其應(yīng)用都還不多 ?但矩陣式變頻電路因其容易實(shí)現(xiàn)集成化 ，可望有良好的發(fā)展前景 本章小結(jié) ?PWM控制技術(shù)用于逆變電路 ? PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最具代表性 ? 正是由于在逆變電路中廣泛而成功的應(yīng)用 ， 才奠定了 PWM控制技術(shù)在電力電子技術(shù)中的突出地位 ? 除功率很大的逆變裝置外 ， 不用 PWM控制的逆變電路已十分少見(jiàn) ? 第 5章因尚未涉及到 PWM控制技術(shù) ， 因此對(duì)逆變電路的介紹是不完整的 。 ?存在的問(wèn)題 ? 在信號(hào)運(yùn)算過(guò)程中用到電路參數(shù) Ls和 Rs， 當(dāng) Ls和 Rs的運(yùn)算值和實(shí)際值有誤差時(shí) ， 會(huì)影響到控制效果 ? 是基于系統(tǒng)的靜態(tài)模型設(shè)計(jì)的 ， 其動(dòng)態(tài)特性較差 ? 間接電流控制的系統(tǒng)應(yīng)用較少 2 直接電流控制 ? 通過(guò)運(yùn)算求出交流輸入電流指令值 ， 再引入交流電流反饋 ， 通過(guò)對(duì)交流電流的直接控制而使其跟蹤指令電流值 ， 因此稱(chēng)為直接電流控制 ? 有不同的電流跟蹤控制方法 ， 圖 732給出一種最常用的采用電流滯環(huán)比較方式的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 ?控制系統(tǒng)組成 ? 雙閉環(huán)控制系統(tǒng) ， 外環(huán)是直流電壓控制環(huán) ， 內(nèi)環(huán)是交流電流控制環(huán) ? 外環(huán)的結(jié)構(gòu) 、 工作原理和 圖 731間接電流控制系統(tǒng)相同 ? 外環(huán) PI調(diào)節(jié)器的輸出為 id， id分別乘以和 a、 b、 c三相相電壓同相位的正弦信號(hào) ， 得到三相交流電流的正弦指令信號(hào) ， 和 。 ， 或使 is與 us相位差為所需角度 ? 相量圖 （ 圖 729） ? a： 滯后 相角 ? ， 和 同相 ， 整流狀態(tài) ，功率因數(shù)為 1。uU N 39。U1V1 W1U2V2 W2uUuVuWUVW2Ud2Ud圖 二重 PWM型逆變電路 ? 輸出線電壓共有 0、 (177。Ud UdOtOurUurVurWucOtOOOOtttttuV N 39。Ud UdOtOurUurVurWucOtOOOOtttttuV N 39。后者的諧波分布情況和 SPWM波的諧波分析一致 提高直流電壓利用率和減少開(kāi)關(guān)次數(shù) ? 梯形波調(diào)制方法的思路 ? 采用梯形波作為調(diào)制信號(hào) ， 可有效提高直流電壓利用率 ? 當(dāng)梯形波幅值和三角波幅值