【文章內(nèi)容簡介】 ???? ? ? ?? 電壓型正弦波逆變器 π / 2π3 π / 2 2 πO twpuSPWM脈沖信號特定諧波消除法生成的 PWM脈沖波形 1?2?k?5) SPWM脈沖信號的生成 (4) 數(shù)字生成法 3——特定諧波消除法 ? 為了使基波幅值可控（占一個自由度），則必然只能使（ K－ 1）個諧波幅值為零（占 K－ 1個自由度），因此在上述 PWM脈沖波形中，只能消除指定的（ K－ 1）種諧波。 111 2 ( 1 ) c o s 3 0m i ii???? ? ??111 2 ( 1 ) c o s 5 0m i ii???? ? ??111 2 ( 1 ) c o s 0m i iiK ???? ? ?? …… 電壓型正弦波逆變器 5) SPWM脈沖信號的生成 (5) 跟蹤型兩態(tài)調(diào)制法（滯環(huán)比較法） ? 兩態(tài)調(diào)制（ TSM－ TwoState Modulation）是美國的 1966年提出的。 ? 所謂 跟蹤型兩態(tài)調(diào)制 是指利用一個閉環(huán)控制中的 誤差滯環(huán)比較器 ，直接產(chǎn)生一個只有兩態(tài)（高電平、低電平）的 PWM控制信號，以使某一輸出量能自動跟蹤控制指令。 ? 當(dāng)將兩態(tài)調(diào)制運用于逆變器的控制時，若控制指令為正弦波時，通過誤差滯環(huán)比較器的輸出就可以實現(xiàn) SPWM脈沖信號發(fā)生。 ? 這種跟蹤型兩態(tài)調(diào)制法既可以利用模擬生成法實現(xiàn)也可以利用數(shù)字生成法實現(xiàn)。 電壓型正弦波逆變器 a ) 2iu負 載+?iiL2iuV D1V T1V T2V D25） SPWM脈沖信號的生成 (5)跟蹤型兩態(tài)調(diào)制法 ? 左圖 a表示了一個電壓型半橋逆變器的電流跟蹤型兩態(tài)調(diào)制結(jié)構(gòu)，其 PWM及其電流跟蹤波形如圖 b所示。 ? 基本規(guī)律：當(dāng) VT1或 VD1導(dǎo)通時，輸出電流 i增大；而當(dāng) VT2或 VD2導(dǎo)通時，輸出電流 I減小。 ? 通過環(huán)寬為 2ΔI的滯環(huán)比較器的控制， i就在 i*+ΔI和 i*ΔI的范圍內(nèi)，呈鋸齒狀地跟蹤指令電流 i* )(tP?iii I? tω2iu? 2iu?oub ) 電壓型半橋逆變器電路 PWM電流跟蹤波形 電壓型正弦波逆變器 a ) 2iu負 載+?iiL2iuV D1V T1V T2V D25) SPWM脈沖信號的生成 (5)跟蹤型兩態(tài)調(diào)制法 ? 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(guān)頻率低 ， 跟蹤誤差大；環(huán)寬過窄時 ， 跟蹤誤差小 ， 但開關(guān)頻率過高 ， 開關(guān)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(guān)頻率過高 )(tP?iii I? tω2iu? 2iu?oub ) 電壓型半橋逆變器電路 PWM電流跟蹤波形 電壓型正弦波逆變器 電壓型正弦波逆變器 5) SPWM脈沖信號的生成 (5)跟蹤型兩態(tài)調(diào)制法 ? 從左圖中可以看出 ， PWM脈沖頻率 fc是變化的 ， 與如下因素有關(guān)： ? 與滯環(huán)寬 h成反比 ， 滯環(huán)越寬 ， fc越低 。 ? fc隨 Ud增大而增大 ? 負載電感 L越大 ， fc越小 ? 與給定電流的變換率有關(guān) ， 越接近給定值的峰值 ， fc越大 ? 存在的問題： ? 在給定參考電流的一個周期內(nèi) PWM脈沖頻率差別很大 ,給濾波設(shè)計帶來困難 。 t0t1t2w tw ta ) 2iu負 載+?iiL2iuV D1V T1V T2V D2?三相的情況 圖6 2 5Oti*UOtuABiUi三相電流跟蹤型 PWM逆變電路輸出波形 三相電流跟蹤型 PWM逆變電路 圖6 2 4+iUi*UV4+iVi*V+iWi*WV1V6V3V2V5UdU V W 電壓型正弦波逆變器 上次課主要內(nèi)容回顧 對于要求輸出正弦波電壓的電壓型 PWM逆變器，常稱為 電壓型正弦波逆變器 PWM的基本原理可以由 沖量等效原理 進行描述即： 沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其慣性環(huán)節(jié)的輸出基本相同 O w t U d U dO w t U d U d 上次課主要內(nèi)容回顧 PWM的發(fā)生 基于載波的對稱調(diào)制與非對稱調(diào)制 異步調(diào)制 同步調(diào)制 分段調(diào)制 uupOOtwtw上次課主要內(nèi)容回顧 SPWM脈沖信號的生成 模擬生成法 —— 模擬比較法 數(shù)字生成法： 自然采樣法 規(guī)則采樣法 特定諧波消除法 跟蹤型兩態(tài)調(diào)制法 a ) 2iu負 載+?iiL2iuV D1V T1V T2V D2 PWM控制 ? 單相電壓型正弦波逆變器原理電路如下圖所示 。 對于單相電壓型正弦波逆變器 ， 可采用三種 SPWM控制方案 ， 即 單極性 SPWM控制 、 雙極性 SPWM控制 以及 倍頻單極性 SPWM控制 。 以下分別進行討論 。 +V T 1V T 2V T 3V T 4V D 4V D 3V D 2V D 1ZoiiuC ou 電壓型正弦波逆變器 PWM控制 1) 單極性 SPWM控制 ? 所謂 單極性 SPWM控制是指逆變器的輸出脈沖具有單極性特征 。即當(dāng)輸出正半周時，輸出脈沖全為正極性脈沖；而當(dāng)輸出負半周時，輸出脈沖全為負極性脈沖。為此，必須采用使三角載波極性與正弦調(diào)制波極性相同的所謂單極性三角載波調(diào)制。 twtw2πaburu π a )+_cur AUA+_BBciVU ,1GVU ,4GVU ,2GVU ,3GOO1T2T4T3T 1 1b )單極性 SPWM控制時的調(diào)制波形與驅(qū)動信號生成 電壓型正弦波逆變器 3. 單相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 +_cur AUA+_BB VU ,1GVU ,4GVU ,2GVU ,3G1T2T4T3T 1 1b )+V T 1V T 2V T 3V T 4V D 4V D 3V D 2V D 1ZoiiuC 電壓型正弦波逆變器 3. 單相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 u r u c u O w t O w t u o u of u o U d U d 周期控制橋臂 調(diào)制橋臂 電壓型正弦波逆變器 3. 單相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 2) 雙極性 SPWM控制 ? 是指逆變器的輸出脈沖具有雙極性特征。即無論輸出正、負半周，輸出脈沖全為 正、負極性跳變的雙極性脈沖 。 ? 當(dāng)采用基于三角載波調(diào)制的雙極性SPWM控制時，只須采用正、負對稱的雙極性三角載波即可。 ? 為實現(xiàn)雙極性 SPWM控制，需對逆變器的功率管進行互補控制。 ? 雙極性 SPWM控制時的功率管驅(qū)動信號生成原理電路如圖所示。 a )twtw2πcurabu2πiuiu?OO+_32 GG , UU41 GG , UU,1TV4TV( ),2TV3TV( ) 1curb )雙極性 SPWM控制時的調(diào)制波形 相應(yīng)的驅(qū)動信號生成電路 +V T 1V T 2V T 3V T 4V D 4V D 3V D 2V D 1ZoiiuC oua )twtw2πcurabu2πiuiu?OO2）雙極性 SPWM控制 ? 當(dāng)正弦調(diào)制波信號瞬時值大于三角載波信號瞬時值時 ， 比較器的輸出極性為正 ， VTVT4導(dǎo)通有效 ， 而 VT VT3關(guān)斷有效 ， 逆變器輸出為正極性的 SPWM電壓脈沖 。 ? 同理 ， 當(dāng)正弦調(diào)制波信號瞬時值小于三角載波信號瞬時值時 ， 比較器的輸出極性為負 ，VT VT3導(dǎo)通有效 ， 而 VT VT4關(guān)斷有效 ，逆變器輸出為負極性的 SPWM電壓脈沖 。 ? 雙極性 SPWM控制由于采用了正 、 負對稱的雙極性三角載波 ， 從而簡化了 SPWM控制信號的發(fā)生 。 +V T 1V T 2V T 3V T 4V D 4V D 3V D 2V D 1Z 電壓型正弦波逆變器 3. 單相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 3）倍頻單極性 SPWM控制 ? 逆變器輸出脈沖的調(diào)制頻率是載波頻率的兩倍，并且輸出脈沖具有單極性特征。 ? 倍頻單極性 SPWM控制有 調(diào)制波反相 和 載波反相 兩種 PWM控制模式，具體討論如下： ① 調(diào)制波反相的倍頻單極性 SPWM控制模式 ? 功率管驅(qū)動信號生成原理電路與雙極性 SPWM控制時的功率管驅(qū)動信號生成原理電路類似。 ? 兩者在調(diào)制波的設(shè)計上有所不同，即：逆變器兩相橋臂的調(diào)制信號則采用了 幅值相等且相位互差 180176。 的調(diào)制波信號 +_