【正文】 0 . 20 . 40 . 60 . 81 . 01 . 2U1mUd,?UdU1m圖 716 s?變化時的 ??和直流電壓利用率 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0s圖6 1 75 ?r00 . 10 . 27 ?r11 ?r13 ?rU1mUnm圖 717 s?變化時的各次諧波含量 ? 線電壓控制方式 （ 疊加 3次諧波 ） ? 對兩個線電壓進行控制 ， 適當?shù)乩枚嘤嗟囊粋€自由度來改善控制性能 ? 目標 —— 使輸出線電壓不含低次諧波的同時盡可能提高直流電壓利用率 ， 并盡量減少器件開關次數(shù) ? 直接控制手段仍是對相電壓進行控制 ， 但控制目標卻是線電壓 ? 相對線電壓控制方式 ， 控制目標為相電壓時稱為相電壓控制方式 ? 在相電壓調(diào)制信號中疊加 3次諧波 ， 使之成為鞍形波 ，輸出相電壓中也含 3次諧波 ， 且三相的三次諧波相位相同 。uUVu1 11 1 0 . 5uP2Ud?2Ud PWM逆變電路的多重化 ? PWM多重化逆變電路 ， 一般目的：提高等效開關頻率 、 減少開關損耗 、 減少和載波有關的諧波分量 ? PWM逆變電路多重化聯(lián)結方式有變壓器方式和電抗器方式 ? 利用電抗器聯(lián)接的二重 PWM逆變電路 ? 兩個單元的載波信號錯開 180176。2Ud?2Ud圖 721 二重 PWM型逆變電路輸出波形 PWM跟蹤控制技術 ?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 ， 把實際波形作為反饋信號 ， 通過兩者的瞬時值比較來決定逆變電路各開關器件的通斷 , 使實際的輸出跟蹤指令信號變化 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 ?電流跟蹤控制應用最多 ?基本原理 ?把指令電流 i*和實際輸出電流 i的偏差 i*i作為滯環(huán)比較 器的輸入 ?通過比較器的輸出控制器件V1和 V2的通斷 ?V1（ 或 VD1） 通時 ， i增大 ?V2（ 或 VD2） 通時 ， i減小 ?通過環(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)寬對跟蹤性能的影響：環(huán)寬過寬時 ， 開關頻率低 ， 跟蹤誤差大；環(huán)寬過窄時 ， 跟蹤誤差小 ， 但開關頻率過高 ， 開關損耗增大 ? 電抗器 L的作用： L大時 , i的變化率小 , 跟蹤慢 L小時 , i的變化率大 , 開關頻率過高 O圖6 2 3ti i i *+ D? Ii* D? Ii*?三相的情況 ? 三相電流指令信號依次相差 120186。 ? 指令信號和實際交流電流信號比較后 ， 通過滯環(huán)對器件進行控制 ， 便可使實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)結構圖 ?優(yōu)點 ?控制系統(tǒng)結構簡單 ， 電流響應速度快 ， 系統(tǒng)魯棒性好 ?獲得了較多的應用 圖6 3 2PI負載s i n ( ? t + 2 k ? / 3 )( k = 0 , 1 , 2 )u*dud++idia , b , cudR Lua, ub, uci*a , b , c?PWM控制技術的地位 ? PWM控制技術是在電力電子領域有著廣泛的應用 ，并對電力電子技術產(chǎn)生了十分深遠影響的一項技術 ?器件與 PWM技術的關系 ? IGBT、 電力 MOSFET等為代表的全控型器件的不斷完善給 PWM控制技術提供了強大的物質(zhì)基礎 ?PWM控制技術用于直流斬波電路 ? 直流斬波電路實際上就是直流 PWM電路 ， 是 PWM控制技術應用較早也成熟較早的一類電路 ， 應用于直流電動機調(diào)速系統(tǒng)就構成廣泛應用的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng) 本章小結 ?PWM控制技術用于交流 — 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控制技術在這類電路中應用的代表 ?目前其應用都還不多 ?但矩陣式變頻電路因其容易實現(xiàn)集成化 ，可望有良好的發(fā)展前景 本章小結 ?PWM控制技術用于逆變電路 ? PWM控制技術在逆變電路中的應用最具代表性 ? 正是由于在逆變電路中廣泛而成功的應用 ， 才奠定了 PWM控制技術在電力電子技術中的突出地位 ? 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 ? 第 5章因尚未涉及到 PWM控制技術 ， 因此對逆變電路的介紹是不完整的 。 ， 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。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。 Drcc taTT ??? ????利用以上兩式可簡化三相 SPWM波的計算 23 cWVUT??? ???)s i n1(2 Drc taT ?? ?? PWM逆變電路的諧波分析 ? 使用載波對正弦信號波調(diào)制 ， 產(chǎn)生了和載波有關的諧波分量 ? 諧波頻率和幅值是衡量 PWM逆變電路性能的重要指標之一 ? 分析雙極性 SPWM波形 ? 同步調(diào)制可看成異步調(diào)制的特殊情況 ， 只分析異步調(diào)制方式 ?分析方法 ? 采用異步調(diào)制時 , 不同信號波周期的 PWM波不同 ， 無法直接以信號波周期為基準分析 ? 以載波周期為基礎 ， 再利用貝塞爾函數(shù)推導出 PWM波的傅里葉級數(shù)表達式 ? 分析過程相當復雜 ， 結論卻簡單而直觀 式中 ， n=1,3,5,… 時 ， k=0,2,4, … n=2,4,6,… 時 ， k=1,3,5, … rc ?? kn ?100 2+1 2 34+0 2+4+0 1+3+5+諧波振幅圖6 1 3角頻率 ( n ?c + k ?r? )0 . 20 . 40 . 60 . 81 . 01 . 21 . 4kna = 1 . 0a = 0 . 8a = 0 . 5a = 0?PWM波中不含低次諧波，只含 ?c及其附近的諧波以及 2?c、 3?c等及其附近的諧波 ?右圖，不同 a時單相橋式 PWM逆變電路輸出電壓頻譜圖 ?諧波角頻率為 ?單相的分析結果 ? 公用載波信號時的情況 ? 輸出線電壓中的諧波角頻率為 6 1 0 , 1 ,6 1 1 , 2 ,mmkmm????? ???100 2+1 2 34+0 2+4+0 1+3+5+諧波振幅圖6 1 40 . 20 . 40 . 60 . 81 . 01 . 2kna = 1 . 0a = 0 . 8a = 0 . 5a = 0角頻率 ( n ?c + k ?r?)圖 714 三相橋式 PWM逆變電路輸出線電壓頻譜圖 rc ?? kn ??三相的分析結果 ?圖給出不同調(diào)制度 ?時三相橋逆變電路 輸出線電壓頻譜圖 式中， n=1,3,5,… 時 , k=3(2m－ 1)177。 Drcc taTT ??? ????圖6 1 2ucuO turTcA DBO tuotAtDtB? ?? 39。 ?a1變， ? ?2和 ?3也相應改變 消去兩種特定頻率的諧波 ?一般，在輸出電壓半周期內(nèi)器件通、斷各 k次，考慮 PWM波四分之一周期對稱，k個開關時刻可控，除用一個控制基波幅值，可消去 k－ 1個頻率的特定諧波 ?k越大，開關時刻的計算越復雜 ?除計算法和調(diào)制法外，還有跟蹤控制方法，在 異步調(diào)制和同步調(diào)制 ? 載波比 —— 載波頻率 fc與調(diào)制信號頻率 fr之比 ， N= fc / fr ? 根據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的變化情況 ，PWM調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制 1. 異步調(diào)制 ? 異步調(diào)制 —— 載波信號和調(diào)制信號不同步的調(diào)制方式 ? 通常保持 fc固定不變 ， 當 fr變化時 ， 載波比 N是變化的 ? 在信號波的半周期內(nèi) ， PWM波的脈沖個數(shù)不固定 ，相位也不固定 ， 正負半周期的脈沖不對稱 ， 半周期內(nèi)前后 1/4周期的脈