【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 )(31)(31 1111 WNVNUNWNVNUNNN uuuuuuu ?????? 負(fù)載三相對(duì)稱時(shí)有 0??? WNVNUN uuu ， 于是 。 所以1NNu也 是矩形波，其頻率為1UNu的 3 倍，幅值為其 3/1 ，即 6/dU 。 輸出線電壓有效值 UVU 為： 基波幅值 mUVU1 為： 波有效值 1UVU 為： 負(fù)載相電壓 VUU dUN ???? 基波幅值為： VUU dUV ???? 基波有效值為： 三相逆變輸出的電壓與電流分析類似，負(fù)載參數(shù)已知，以U 相為例，負(fù)載的阻抗角 ? 不一樣， Ui 的波形形狀和相位都有所不同，在阻感負(fù)載下 3??? 時(shí)， 1V 從通態(tài)轉(zhuǎn)換到斷態(tài)時(shí)，因負(fù)載電感中電流不能突變， 4VD 先導(dǎo)通續(xù)流，待負(fù)載電流降為零，4V 才開始導(dǎo)通。負(fù)載阻抗角 ? 越大， 4VD 導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)。在 1NNu 0?時(shí)， 0?Ui 時(shí)為 1VD 導(dǎo)通， 0?Ui 時(shí)為 1V 導(dǎo)通；在 01 ?NNu時(shí)， 0?Ui時(shí) 4VD 導(dǎo)通， 0?Ui 時(shí)為 4V 導(dǎo)通。 vi 、 wi 的波形與 Ui 形狀相同，相位一次相差 0120 。將三個(gè)橋臂電流相加可得到直流側(cè)電流 di 。 在上述 0180 導(dǎo)電方式逆變器中，我們采用“先斷后通”的VUUU ddUV ????? ?)(31 1111 WNVNUNNN uuuu ??? 方法來防止同一相上下兩橋臂的開關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通而引起直流側(cè)電壓短路，使得在通斷信號(hào)之間留有一個(gè)短暫的死區(qū)時(shí)間。 第四章 PWM 控制技術(shù) PWM (Pulse Width Modulation)控制就脈寬調(diào)制技術(shù)：即通過對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值 )。 PWM 控制技術(shù)正是有賴于在逆變電路中的成功應(yīng)用，才確定了它在電力電子技術(shù)中的重要地位?，F(xiàn)在使用的各種逆變電路都采用了 PWM 技術(shù)，因此，本章和第 3 章（逆變電路）相結(jié)合，才能使我們對(duì)逆變電路有完整地認(rèn)識(shí)。 第一節(jié) PWM 控制的基本原理 采樣控制理論中有一個(gè)重要結(jié)論 :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(shí) ,其效果基本 相同 .PWM 控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ) ,對(duì)半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制 ,使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖 ,用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形 .按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制 ,既可改變逆變電路輸出電壓的大小 ,也可改變輸出頻率。 SPWM 是一種比較成熟的 ,目前使用較廣泛的 PWM 法 .前面提到的采樣控制理論中的一個(gè)重要結(jié)論 :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(shí) ,其效果基本相同 .SPWM法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ) ,用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的 PWM波形即 SPWM波形控制逆變電路中開關(guān)器圖 61 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖 d)單位脈沖函數(shù) f ( t ) d ( t ) t O a)矩形脈沖 b)三角形脈沖 c)正弦半波脈沖 t O t O t O f ( t ) f ( t ) f ( t ) 件的通斷 ,使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等 。 把如圖所示的正弦半波分成 N 等份，就可以把正弦半波看成是由 N 個(gè)彼此相連的脈沖序列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于 π / N，但幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線，是曲線，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖序列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦波部分面積（沖量）相等，就得到如圖所示的脈沖序列。這就是 PWM波形?？梢钥?出，各脈沖的幅值相等，而寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效原理， PWM 波形和正弦半波是等效的。對(duì)于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到 PWM 波形。像這種脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的 PWM 波形，也稱 SPWM 波形。 用 PWM 波代替正弦波 通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值 .該方法的實(shí)現(xiàn)有以下幾種方案 . 等面積法 : 用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替正弦波 ,然后計(jì)算各脈沖的寬度和間隔 ,并把這些數(shù)據(jù)存于微機(jī)中 ,通過查表的方式生成 PWM 信號(hào)控制開關(guān)器 件的通斷 ,以達(dá)到預(yù)期的目的 . O u ωt O u ωt 硬件調(diào)制法 : 原理就是把所希望的波形作為調(diào)制信號(hào) ,把接受調(diào)制的信號(hào)作為載波 ,通過對(duì)載波的調(diào)制得到所期望的 PWM波形 .通常采用等腰三角波作為載波 ,當(dāng)調(diào)制信號(hào)波為正弦波時(shí) ,所得到的就是 SPWM 波形 . 自然采樣法 : 以正弦波為調(diào)制波 ,等腰三角波為載波進(jìn)行比較 ,在兩個(gè)波形的自然交點(diǎn)時(shí)刻控制開關(guān)器件的通斷 ,這就是自然采樣法 . 規(guī)則采樣法 : 原理就是用三角波對(duì)正弦波進(jìn)行采樣得到階梯波 ,再以階梯波與三角波的交點(diǎn)時(shí)刻控制開關(guān)器件的通斷 ,從而實(shí)現(xiàn) SPWM法 .當(dāng)三角波只在其頂點(diǎn) (或底點(diǎn) )位置對(duì)正 弦波進(jìn)行采樣時(shí) ,由階梯波與三角波的交點(diǎn)所確定的脈寬 ,在一個(gè)載波周期 (即采樣周期 )內(nèi)的位置是對(duì)稱的 ,這種方法稱為對(duì)稱規(guī)則采樣 第二節(jié) PWM 控制的逆變電路 三相橋式 PWM 型逆變電路 如圖是三相橋式 PWM 逆變電路，采用雙極性控制方式。 雙極性 PWM 控制方式波形 U、 V 和 W 三相的 PWM 控制通常公用一個(gè)三角波載波 uc，三相的調(diào)制信號(hào) urU、 urV 和 urW 依次相差 120176。 U、 V 和 W 各相功率開關(guān)器件的控制規(guī)律相同 ，現(xiàn)以 U 相為例來說明。當(dāng) urU＞ uc 時(shí)，給上橋臂 V1以導(dǎo)通信號(hào)，給下橋臂 V4以關(guān)斷信號(hào)，則 U 相相對(duì)于直流電源假想中點(diǎn) N39。的輸出電壓 uUN39。 = Ud/2。當(dāng) urU＜ uc 時(shí)，給 V4以導(dǎo)通信號(hào)，給 V1以關(guān)斷信號(hào)，則 uUN39。 = －Ud/2。 V1 和 V4 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)始終是互補(bǔ)的。當(dāng)給 V1（ V4）加導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，可能是 V1（ V4）導(dǎo)通，也可能是二極管 VD1（ VD4）續(xù)流導(dǎo)通，這要由阻感負(fù)載中電流的方向來決定，這和單相橋式 PWM 逆變電路在雙極性控制時(shí)的情況相同。 V 相及 W 相的控制方式都和 U相相同。電路的波形如圖所示?？梢钥?出， uUN39。 、uVN39。 和 uWN39。 的 PWM 波形都只有177。 Ud/2 兩種電平。圖中的線電壓 uUV 的波形可由 uUN39。 － uVN39。 得出。可以看出，當(dāng)橋臂 1 和 u r u c u O w t O w t u o u of u o U d U d 6 導(dǎo)通時(shí)， uUV = Ud，當(dāng)橋臂 3 和 4 導(dǎo)通時(shí)， uUV = － Ud，當(dāng)橋臂 1 和 3 或橋臂 4 和 6 導(dǎo)通時(shí)， uUV = 0。因此，逆變器的輸出線電壓 PWM 波由177。 Ud和 0 三種電平構(gòu)成。圖中負(fù)載相電壓 uUN可由下式求得 從波形圖和上式可以看出，負(fù)載相電壓的 PWM 波由（177。2/3） Ud、（177。 1/3） Ud和 0 共五種電平組成。 從電壓型逆變電路的 PWM 控制 中，同一相上下兩橋臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)都是互補(bǔ)的。但實(shí)際上為了防止上下兩個(gè)橋臂直通而造成短路，在上下兩橋臂通斷切換時(shí)要