【文章內(nèi)容簡介】 M脈沖信號的發(fā)生。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 π / 2π3 π / 2 2 πO t?pu圖 434 SPWM脈沖信號特定諧波消除法生成的 PWM脈沖波形 電力電子技術(shù) 正弦脈沖寬度調(diào)制（ SPWM）的基本問題 5. SPWM脈沖信號的生成 4) 數(shù)字生成法 2—— 特定諧波消除法 ? 為了減小諧波和簡化波形發(fā)生，首先考慮消除偶次諧波，為此 PWM脈沖波形的正、負(fù)半周應(yīng)對稱與零點，即 f（ ωt） = － f（ π+ωt）；另外，為了消除諧波中的余弦項，則必須使 PWM脈沖波形奇對稱，即 f（ ωt） = － f（ π－ ωt） 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 π / 2π3 π / 2 2 πO t?pu圖 434 SPWM脈沖信號特定諧波消除法生成的 PWM脈沖波形 電力電子技術(shù) 正弦脈沖寬度調(diào)制（ SPWM）的基本問題 5. SPWM脈沖信號的生成 4) 數(shù)字生成法 2—— 特定諧波消除法 ? 為說明諧波消除的算法原理，令半個調(diào)制波周期中脈沖沿的轉(zhuǎn)換角 αi（ i=1， 2， 3… ， K）滿足如下條件 ? 根據(jù)傅立葉級數(shù)分解，上述 PWM脈沖波形的諧波和基波幅值分別為 ? 由于有 K個轉(zhuǎn)換角 αi（ i=1， 2， 3… ， K）需要求解，上述基波和諧波幅值方程只有 K個自由度。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 0≤α1≤α2≤α3≤…≤αK≤π/2 (4 34) /2() 0 144s i n ( ) [ 1 2 ( 1 ) c o s ]m im n iiEU E n t d t nn? ? ? ??? ?? ? ? ? ? ??? (435) 1( 1 ) 14 ( 1 ) c o sm imiiUn ????? ? ?? (436) 電力電子技術(shù) 正弦脈沖寬度調(diào)制（ SPWM）的基本問題 5. SPWM脈沖信號的生成 4) 數(shù)字生成法 2—— 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。由式（ 436)可令其中的（ K－ 1）種諧波幅值為零，即 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 11( 1 ) c o s 3 0m i ii??????11( 1 ) c o s 5 0m i ii??????11( 1 ) c o s 0m i iin?????? (437) …… 電力電子技術(shù) 正弦脈沖寬度調(diào)制（ SPWM）的基本問題 5. SPWM脈沖信號的生成 5) 跟蹤型兩態(tài)調(diào)制法 ? 兩態(tài)調(diào)制（ TSM－ TwoState Modulation）是美國的 于 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)。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 電力電子技術(shù) 正弦脈沖寬度調(diào)制（ SPWM）的基本問題 a ) 2iu負(fù) 載+?iiL2iuV D2V T1V T2V D15. SPWM脈沖信號的生成 5) 跟蹤型兩態(tài)調(diào)制法 ? 圖 435a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 435b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?？梢詫⒛孀兤鞯妮敵鲭娏骺刂圃?i*－ ΔI和 i*＋ ΔI的范圍內(nèi)。 ? 一種基于滯環(huán)比較器的閉環(huán)調(diào)制PWM脈沖信號方式 。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 圖 435 電流跟蹤型兩態(tài)調(diào)制結(jié)構(gòu)及其PWM電流跟蹤波形 )(tP?iii I? tω2iu? 2iu?oub ) 電壓型半橋逆變器電路 PWM電流跟蹤波形 電力電子技術(shù) 單相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 ? 單相電壓型正弦波逆變器原理電路如圖 436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(jìn)行討論 。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 +V T 1V T 2V T 3V T 4V D 4V D 3V D 2V D 1ZoiiuC ou圖 436 單相電壓型正弦波逆變器原理電路 電力電子技術(shù) 單相電壓型正弦波逆變器的 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(fù)半周時，輸出脈沖全為負(fù)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。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 t?t?2πaburu π a )+_cur AUA+_BBciVU ,1GVU ,4GVU ,2GVU ,3GOO1T2T4T3T 1 1b )圖 437單極性 SPWM控制時的調(diào)制波形與驅(qū)動信號生成 電力電子技術(shù) +_cur AUA+_BB VU ,1GVU ,4GVU ,2GVU ,3G1T2T4T3T 1 1b ) 單相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 +V T 1V T 2V T 3V T 4V D 4V D 3V D 2V D 1ZoiiuC ou? 根據(jù)單相電壓型正弦波逆變器電路橋臂控制功能的不同 ， 可將其分為周期控制橋臂以及調(diào)制橋臂 。 ? 功率管驅(qū)動信號生成原理電路如圖437b所示 ， 比較器 A用于驅(qū)動周期控制橋臂 ， B用于驅(qū)動調(diào)制橋臂 。 ? 在正弦調(diào)制波正半周 ， 由于三角載波的極性為正 ， 則比較器 B的輸出極性為正 ， 此時 VT4導(dǎo)通有效而 VT3關(guān)斷有效 。 比較器 A則根據(jù)調(diào)制波與載波的調(diào)制而輸出 SPWM信號 。 ? 顯然 ， 正弦調(diào)制波正半周時 ， 逆變器輸出正極性的 SPWM電壓脈沖 。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 VT3（ VD3）、VT4（ VD4）作為周期控制橋臂 VT1（ VD1）、VT2（ VD2）則作為調(diào)制橋臂 電力電子技術(shù) 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(fù)半周，輸出脈沖全為正、負(fù)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(fù)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(jìn)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 438b所示。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 a )t?t?2πcurabu2πiuiu?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 電力電子技術(shù) 單相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 2. 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 ， VT VT4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(fù) ， VT VT3導(dǎo)通有效 ， 而 VT VT4關(guān)斷有效 ， 逆變器輸出為負(fù)極性的 SPWM電壓脈沖 。 ? 雙極性 SPWM控制由于采用了正 、負(fù)對稱的雙極性三角載波 ， 從而使簡化了 SPWM控制信號的發(fā)生 。 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 t?cur 2πO+_32 GG , UU41 GG , UU,1TV4TV( ),2TV3TV( ) 1curb )+V T 1V T 2V T 3V T 4V D 4V D 3V D 2V D 1ZoiiCou電力電子技術(shù) 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（如圖 438b所示）。 ? 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 概述 電壓型逆變器（ VSI） 空間矢量 PWM控制 VSR空間電壓矢量分布 電流型逆變器 +