電力電子技術第5章(編輯修改稿)
2025-05-27 02:29 本頁面
【文章內容簡介】 脈沖序列的基波電壓正是調制時所要求的等效正弦波。 22 電力工程系 逆變電路的 SPWM控制方法 計算法和調制法 SPWM的基波電壓 脈寬調制的制約條件 異步調制和同步調制 SPWM控制的 實現方法 PWM逆變電路的 諧波分析 PWM逆變電路的多重化 23 電力工程系 脈寬調制的制約條件 1. 開關頻率限制 – 開關頻率越高， SPWM波形的脈沖數越多，其基波越接近期望的正弦波。 – 電力電子器件的開關能力是有限的，因此在應用脈寬調制技術時必然要受到一定條件的制約。 – 載波比 ：載波頻率 fc與調制信號頻率 fr之比， N= fc / fr 24 電力工程系 脈寬調制的制約條件 2. 最小間歇時間與幅值調制比 – 最小脈沖寬度大于開關器件的導通時間 ton， – 而最小脈沖間歇大于器件的關斷時間 toff – 幅值調制比 ? M= Urm / Ucm ? M= 0~1 25 電力工程系 逆變電路的 SPWM控制方法 計算法和調制法 SPWM的基波電壓 脈寬調制的制約條件 異步調制和同步調制 SPWM控制的 實現方法 PWM逆變電路的 諧波分析 PWM逆變電路的多重化 26 電力工程系 異步調制和同步調制 載波和信號波是否同步 即載波比的變化情況 異步調制 PWM調制方式分為 同步調制 27 電力工程系 異步調制和同步調制 ? 異步調制 – 載波信號和調制信號不同步的調制方式，通常保持 fc固定不變，當 fr變化時，載波比 N是變化的 – 缺點： ? 在信號波的半周期內， PWM波的脈沖個數不固定，相位也不固定，正負半周期的脈沖不對稱，半周期內前后 1/4周期的脈沖也不對稱。 ? 當信號頻率增高時， N減小，一周期內的脈沖數減少，使得輸出 PWM波和正弦波差異變大。 28 電力工程系 異步調制和同步調制 ? 同步調制 – 在變頻（ fr變化）時，載波比 N不變，載波與信號波保持同步。 – 信號波一周期內輸出脈沖數是固定，脈沖相位也是固定的。 – 三相電路中公用一個三角波載波，且取 N為 3的整數倍，使三相輸出波形嚴格對稱。 – 為使一相的 PWM波正負半周鏡對稱， N應取奇數。 29 電力工程系 異步調制和同步調制 ? 同步調制缺點： – 當逆變電路輸出頻率很低時， fc也很低， fc過低時由調制帶來的諧波不易濾除。 – 當逆變電路輸出頻率很高時，同步調制時的載波頻率 fc會過高，使開關器件難以承受。 30 電力工程系 異步調制和同步調制 ? 分段同步調制 – 把逆變電路的輸出頻率范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內保持 N恒定，不同頻段的 N不同。 – 在 fr高的頻段采用較低的 N，使載波頻率不致過高，限制功率開關器件允許的范圍。 – 在 fr低的頻段采用較高的 N，使載波頻率不致過低而對負載產生不利影響。 31 電力工程系 00 . 40 . 81 . 21 . 62 . 02 . 41 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 02011479969453321fr / H zfc /kHz 異步調制和同步調制 ? 為防止載波頻率在切換點附近跳動，采用滯后切換的方法。 ? 在不同的頻率段內，載波頻率的變化范圍基本一致， fc大約在 ~。 32 電力工程系 逆變電路的 SPWM控制方法 計算法和調制法 SPWM的基波電壓 脈寬調制的制約條件 異步調制和同步調制 SPWM控制的 實現方法 PWM逆變電路的 諧波分析 PWM逆變電路的多重化 33 電力工程系 SPWM控制的實現方法 模擬實現方法 數字實現方法 等效面積算法 自然采樣法 規(guī)則采樣法 SPWM專用集成電路芯片 34 電力工程系 SPWM控制的實現方法 模擬實現方法： 采用模擬電路實現 參 考 信 號發(fā) 生 器三 角 波發(fā) 生 器raurburcu daudbudcucu35 電力工程系 SPWM控制的實現方法 ? 自然采樣法 – 按照 SPWM控制的基本原理，在正弦波和三角波的自然交點時刻控制功率開關的通斷。 ? 規(guī)則采樣法 – 工程實用方法，效果
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