《wm控制技術(shù)》ppt課件-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 （ 2） 最大輸出線電壓基波幅值為 Ud， 直流電壓利用率提高 （ 3） 輸出線電壓不含低次諧波 ，優(yōu)于梯形波調(diào)制方式 圖6 1 9ucur U 1ur V 1ur W 1uuU N 39。 ? 輸出端相對(duì)于直流電源中點(diǎn) N’的電壓 uUN’=(uU1N’+uU2N’)/2，已變?yōu)閱螛O性 PWM波 圖6 2 0N39。uU 2 N 39。 ? 在線電壓的正半周和負(fù)半周都有極性相反的脈沖出現(xiàn) ， 使諧波增大 圖6 2 4+iUi*UV4+iVi*V+iWi*WV1V6V3V2V5UdU V W圖6 2 5O ti*UOtuABiUi?采用滯環(huán)比較方式的電流跟蹤型 PWM變流電路有如下特點(diǎn) （ 1）硬件電路簡(jiǎn)單 （ 2）實(shí)時(shí)控制，電流響應(yīng)快 （ 3）不用載波，輸出電壓波形中不含特定頻率的諧波 （ 4）和計(jì)算法及調(diào)制法相比，相同開(kāi)關(guān)頻率時(shí)輸出電 流中高次諧波含量多 （ 5）閉環(huán)控制，是各種跟蹤型 PWM變流電路的共同特點(diǎn) ?采用滯環(huán)比較方式實(shí)現(xiàn)電壓跟蹤控制 ? 把指令電壓 u*和輸出電壓 u進(jìn)行比較 ， 濾除偏差信號(hào)中的諧波 ， 濾波器的輸出送入滯環(huán)比較器 ， 由比較器輸出控制開(kāi)關(guān)器件的通斷 ， 從而實(shí)現(xiàn)電壓跟蹤控制 圖6 2 6濾波器+uu*u2Ud2Ud圖 726 電壓跟蹤控制電路舉例 ? 和電流跟蹤控制電路相比 ， 只是把指令和反饋信號(hào)從電流變?yōu)殡妷? ? 輸出電壓 PWM波形中含大量高次諧波 ， 必須用適當(dāng)?shù)臑V波器濾除 ? u*=0時(shí) ， 輸出電壓 u為頻率較高的矩形波 ， 相當(dāng)于一個(gè)自勵(lì)振蕩電路 ? u*為直流信號(hào)時(shí) ， u產(chǎn)生直流偏移 ， 變?yōu)檎?fù)脈沖寬度不等 ， 正寬負(fù)窄或正窄負(fù)寬的矩形波 ? u*為交流信號(hào)時(shí) ， 只要其頻率遠(yuǎn)低于上述自勵(lì)振蕩頻率 ， 從 u中濾除由器件通斷產(chǎn)生的高次諧波后 ， 所得的波形就幾乎和 u* 相同 ， 從而實(shí)現(xiàn)電壓跟蹤控制 三角波比較方式 ?基本原理 ? 不是把指令信號(hào)和三角波直接進(jìn)行比較 ， 而是通過(guò)閉環(huán)來(lái)進(jìn)行控制 ? 把指令電流 i*U、 i*V和 i*W和實(shí)際輸出電流 iU、 iV、 iW進(jìn)行比較 ， 求出偏差 ， 通過(guò)放大器 A放大后 ， 再去和三角波進(jìn)行比較 ， 產(chǎn)生 PWM波形 ? 放大器 A通常具有比例積分特性或比例特性 ， 其系數(shù)直接影響電流跟蹤特性 圖6 2 7負(fù)載+iUi*U+iVi*V+iWi*WUdC+C+C+三相三角波發(fā)生電路AAA?特點(diǎn) ? 開(kāi)關(guān)頻率固定 ， 等于載波頻率 ， 高頻濾波器設(shè)計(jì)方便 ? 為改善輸出電壓波形 ，三角波載波常用三相三角波載波 ? 和滯環(huán)比較控制方式相比 ， 這種控制方式輸出電流所含的諧波少 圖6 2 7負(fù)載+iUi*U+iVi*V+iWi*WUdC+C+C+三相三角波發(fā)生電路AAA? 不用滯環(huán)比較器 ， 而是設(shè)置一個(gè)固定的時(shí)鐘 ? 以固定采樣周期對(duì)指令信號(hào)和被控制變量進(jìn)行采樣 ， 根據(jù)偏差的極性來(lái)控制開(kāi)關(guān)器件通斷 ? 在時(shí)鐘信號(hào)到來(lái)的時(shí)刻 ， 如 i i*， V1通 ， V2斷 ， 使 i增大 如 i i*， V1斷 ， V2通 ， 使 i減小 負(fù)載L+圖6 2 2iii*VD1VD2V1V22Ud2Ud?定時(shí)比較方式 ?每個(gè)采樣時(shí)刻的控制作用都使實(shí)際電流與指令電流的誤差減小 ?采用定時(shí)比較方式時(shí) ， 器件的最高開(kāi)關(guān)頻率為時(shí)鐘頻率的 1/2 ?和滯環(huán)比較方式相比 ， 電流控制誤差沒(méi)有一定的環(huán)寬 ， 控制的精度低一些 PWM整流電路及其控制方法 ? 實(shí)用的整流電路幾乎都是晶閘管整流或二極管整流 ? 晶閘管相控整流電路：輸入電流滯后于電壓 ， 且其中諧波分量大 ， 因此功率因數(shù)很低 ? 二極管整流電路：雖位移因數(shù)接近 1， 但輸入電流中諧波分量很大 ， 所以功率因數(shù)也很低 ? 把逆變電路中的 SPWM控制技術(shù)用于整流電路 ， 就形成了 PWM整流電路 ? 控制 PWM整流電路 ， 使其輸入電流非常接近正弦波 ，且和輸入電壓同相位 ， 功率因數(shù)近似為 1， 也稱(chēng)單位功率因數(shù)變流器 ， 或高功率因數(shù)整流器 PWM整流電路的工作原理 ? PWM整流電路也可分為電壓型和電流型兩大類(lèi) ， 目前電壓型的較多 1． 單相 PWM整流電路 ? 圖 728a和 b分別為單相半橋和全橋 PWM整流電路 ? 半橋電路直流側(cè)電容必須由兩個(gè)電容串聯(lián) , 其中點(diǎn)和交流電源連接 ? 全橋電路直流側(cè)電容只要一個(gè)就可以 ? 交流側(cè)電感 Ls包括外接電抗器的電感和交流電源內(nèi)部電感 ， 是電路正常工作所必須的 a)負(fù)載b)圖6 2 8usLsisRsV1V2V4V3ABVD3VD1VD2VD4+++udusLsRsV1V2VD1VD2ud負(fù)載C1C2圖 728 單相 PWM整流電路 a) 單相半橋電路 b) 單相全橋電路 ? 單相全橋 PWM整流電路的工作原理 ? 正弦信號(hào)波和三角波相比較的方法對(duì)圖 728b中的V1~V4進(jìn)行 SPWM控制 ， 就可以在橋的交流輸入端 AB產(chǎn)生一個(gè) SPWM波 uAB ? uAB中含有和正弦信號(hào)波同頻率且幅值成比例的基波分量 ， 以及和三角波載波有關(guān)的頻率很高的諧波 ， 不含有低次諧波 ? 由于 Ls的濾波作用 ， 諧波電壓只使 is產(chǎn)生很小的脈動(dòng) ? 當(dāng)正弦信號(hào)波頻率和電源頻率相同時(shí) ， is也為與電源頻率相同的正弦波 ? us一定時(shí) ， is幅值和相位僅由 uAB中基波 uABf的幅值及其與 us的相位差決定 ? 改變 uABf的幅值和相位 ， 可使 is和 us同相或反相 ， is比 us超前 90176。 達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時(shí) ， ud和 相等 ， PI調(diào)節(jié)器輸入仍恢復(fù)到零 ， 而 id則穩(wěn)定為為新的較大的值 ， 與較大的負(fù)載電流和較大的交流輸入電流對(duì)應(yīng) ? 負(fù)載電流減小時(shí) ， 調(diào)節(jié)過(guò)程和上述過(guò)程相反 *du*du*du?從整流運(yùn)行向逆變運(yùn)行轉(zhuǎn)換 ? 首先負(fù)載電流反向而向 C充電 ， ud抬高 ， PI調(diào)節(jié)器出現(xiàn)負(fù)偏差 ， id減小后變?yōu)樨?fù)值 ， 使交流輸入電流相位和電壓相位反相 ， 實(shí)現(xiàn)逆變運(yùn)行 ? 穩(wěn)態(tài)時(shí) ， ud和 仍然相等 ， PI調(diào)節(jié)器輸入恢復(fù)到零 ，id為負(fù)值 ， 并與逆變電流的大小對(duì)應(yīng) 圖6 3 1PI+負(fù)載三角波s i n ( ? t + 2 k ? / 3 )( k = 0 , 1 , 2 )c o s ( ? t + 2 k ? / 3 )( k = 0 , 1 , 2 )u *dud+++iduRuLXLRuA , B , CudR Lua, ub, uc圖 731 間接電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) *du?控制系統(tǒng)中其余部分的工作原理 ? 圖中上面的乘法器是 id分別乘以和 a、 b、 c三相相電壓同相位的正弦信號(hào) ， 再乘以電阻 R， 得到各相電流在 Rs上的壓降 uRa、 uRb和 uRc ? 圖中下面的乘法器是 id分別乘以比 a、 b、 c三相相電壓相位超前 π/2的余弦信號(hào) ， 再乘以電感 L的感抗 ，得到各相電流在電感 Ls上的壓降 uLa、 uLb和 uLc ? 各相電源相電壓 ua、 ub、 uc分別減去前面求得的輸入電流在電阻 R和電感 L上的壓降 ， 就可得到所需要的交流輸入端各相的相電壓 uA、 uB和 uC的信號(hào) ， 用該信號(hào)對(duì)三角波載波進(jìn)行調(diào)制 ， 得到 PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)去控制整流橋 ， 就可以得到需要的控制效果 。 學(xué)完本章才能對(duì)逆變電路有較完整的認(rèn)識(shí) 本章小結(jié) ?PWM控制技術(shù)用于整流電路 ? PWM控制技術(shù)用于整流電路即構(gòu)成 PWM整流電路 ? 可看成逆變電路中的 PWM技術(shù)向整流電路的延伸 ? PWM整流電路已獲得了一些應(yīng)用 ， 并有良好的應(yīng)用前景 ? PWM整流電路作為對(duì)第 2章的補(bǔ)充 ， 可使我們對(duì)整流電路有更全面的認(rèn)識(shí) 本章小結(jié) 本章小結(jié) ?PWM控制技術(shù)與相位控制技術(shù) ? 以第 2章相控整流電路和第 4章交流調(diào)壓電路為代表的相位控制技術(shù)至今在電力電子電路中仍占據(jù)著重要地位 ? 以 PWM控制技術(shù)為代表的斬波控制技術(shù)正在越來(lái)越占據(jù)著主導(dǎo)地位 ? 相位控制和斬波控制分別簡(jiǎn)稱(chēng)相控和斬控 ? 把兩種技術(shù)對(duì)照學(xué)習(xí) ， 對(duì)電力電子電路的控制技術(shù)會(huì)有更明晰的認(rèn)識(shí)
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