單相電壓型逆變電路的設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-26 21:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。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,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。 一 等面積法 該方案實(shí)際上就是SPWM法原理的直接闡釋,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信號控制開關(guān)器件的通斷,以達(dá)到預(yù)期的目的。由于此方法是以SPWM控制的基本原理為出發(fā)點(diǎn),可以準(zhǔn)確地計算出各開關(guān)器件的通斷時刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在計算繁瑣,數(shù)據(jù)占用內(nèi)存大,不能實(shí)時控制的缺點(diǎn)。 二 硬件調(diào)制法 硬件調(diào)制法是為解決等面積法計算繁瑣的缺點(diǎn)而提出的,其原理就是把所希望的波形作為調(diào)制信號,把接受調(diào)制的信號作為載波,通過對載波的調(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)制信號波為正弦波時,所得到的就是SPWM波形。其實(shí)現(xiàn)方法簡單,可以用模擬電路構(gòu)成三角波載波和正弦調(diào)制波發(fā)生電路,用比較器來確定它們的交點(diǎn),在交點(diǎn)時刻對開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制,就可以生成SPWM波。但是,這種模擬電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以實(shí)現(xiàn)精確的控制。 三 軟件生成法 由于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得用軟件生成SPWM波形變得比較容易,因此,軟件生成法也就應(yīng)運(yùn)而生。軟件生成法其實(shí)就是用軟件來實(shí)現(xiàn)調(diào)制的方法,其有兩種基本算法,即自然采樣法和規(guī)則采樣法。四 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,在兩個波形的自然交點(diǎn)時刻控制開關(guān)器件的通斷,這就是自然采樣法。其優(yōu)點(diǎn)是所得SPWM波形最接近正弦波,但由于三角波與正弦波交點(diǎn)有任意性,脈沖中心在一個周期內(nèi)不等距,從而脈寬表達(dá)式是一個超越方程,計算繁瑣,難以實(shí)時控制。 五 規(guī)則采樣法 規(guī)則采樣法是一種應(yīng)用較廣的工程實(shí)用方法,一般采用三角波作為載波。其原理就是用三角波對正弦波進(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))位置對正弦波進(jìn)行采樣時,由階梯波與三角波的交點(diǎn)所確定的脈寬,在一個載波周期(即采樣周期)內(nèi)的位置是對稱的,這種方法稱為對稱規(guī)則采樣。當(dāng)三角波既在其頂點(diǎn)又在底點(diǎn)時刻對正弦波進(jìn)行采樣時,由階梯波與三角波的交點(diǎn)所確定的脈寬,在一個載波周期(此時為采樣周期的兩倍)內(nèi)的位置一般并不對稱,這種方法稱為非對稱規(guī)則采樣。 規(guī)則采樣法是對自然采樣法的改進(jìn),其主要優(yōu)點(diǎn)就是是計算簡單,便于在線實(shí)時運(yùn)算,其中非對稱規(guī)則采樣法因階數(shù)多而更接近正弦。其缺點(diǎn)是直流電壓利用率較低,線性控制范圍較小。3 主電路的設(shè)計和說明 PWM控制的基本原理PWM（Pulse Width Modulation）控制就是對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要的波形。PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)是面積等效原理，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，其效果基本相同。下面分析如何用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波。把正弦半波分成N等分，就可以把正弦半波看成由N個彼此相連的脈沖序列所組
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