變頻調(diào)速及控制原理(編輯修改稿)
2024-09-18 14:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 沖等效的SPWM波行稱為單極式SPWM。SPWM變壓變頻器主電路的原理圖。SPWM脈沖系列中，各脈沖的寬度以及相互間的間隔是由正弦波（基準(zhǔn)波或調(diào)制波）和等腰三角波（載波）的交點(diǎn)來決定的。二、單極性SPWM技術(shù) 如圖所示，是載波，采用了等腰三角波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，和電動(dòng)機(jī)的電壓為額定電壓時(shí)的調(diào)制波的振幅相同，每半個(gè)周期內(nèi)，所有三角波的極性均相同。是正弦調(diào)制波，其周期決定于所需要電壓波形的頻率，其振幅決定于所需要的電壓波形的振幅，即是所希望得到的電壓波行。 調(diào)制情況如下：當(dāng)希望得到的電壓高于三角波電壓時(shí)，相應(yīng)比較器的輸出電壓為“正”電平，反之則產(chǎn)生“零”電平。只要正弦調(diào)制波的最大值低于三角波的幅值，調(diào)制結(jié)果必然形成等幅不等寬而且兩側(cè)窄中間寬的SPWM脈寬調(diào)制波形。負(fù)半周是用同樣的方法調(diào)制后再倒相而成。調(diào)制波和載波的交點(diǎn)，決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖間的間隔寬度，每半周期內(nèi)的脈沖系列是單極性的。：每半個(gè)周期內(nèi)，逆變橋同一橋臂的兩個(gè)逆變器件中，只有一個(gè)器件按脈沖系列的規(guī)律時(shí)通時(shí)斷地工作，另一個(gè)完全截止；而在另半個(gè)周期內(nèi)，兩個(gè)器件的工作情況正好相反。流經(jīng)負(fù)載Z的便是正、負(fù)交替的交變電流。三、雙極性SPWM技術(shù) 如圖所示，是載波，采用了等腰三角波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，和電動(dòng)機(jī)的電壓為額定電壓時(shí)的調(diào)制波的振幅相同，每半個(gè)周期內(nèi)，所有三角波的極性均相同。是正弦調(diào)制波，其周期決定于所需要電壓波形的頻率，其振幅決定于所需要的電壓波形的振幅，即是所希望得到的電壓波行。雙極性調(diào)制方式與單極性相同，只是功率開關(guān)器件通斷情況不一樣。調(diào)制情況如下：當(dāng)A相調(diào)制波時(shí)，VT1導(dǎo)通，VT4關(guān)斷，使負(fù)載上得到的相電壓為；當(dāng)時(shí)，VT1關(guān)斷而VT4導(dǎo)通，則。所以A相電壓是以和為幅值作正、負(fù)跳變的脈沖波形。同理， 的是由VT3和VT6交替導(dǎo)通得到的。由和相減，可得逆變器輸出的線電壓波形，它的正負(fù)幅值分別為和。盡管相電壓是雙極性的，但是合成后的線電壓脈沖系列與單極性相電壓合成的結(jié)果一樣都是單極性的。 ：逆變橋在工作時(shí)，同一橋臂的兩個(gè)逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)律交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，而流過負(fù)載Z的電流是按線電壓規(guī)律變化的交變電流。 四、SPWM的軟件控制法 軟件控制法是由微型計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)SPWM控制的方法，是目前經(jīng)常采用的一種方法。主要有如下幾種： (又稱ROM法) 這種方法是預(yù)先將SPWM波的數(shù)據(jù)計(jì)算出來，存入ROM中，然后根據(jù)調(diào)頻指令再將這些數(shù)據(jù)順序取出，由輸出口輸出，控制逆變器的開關(guān)動(dòng)作。表格法的缺點(diǎn)是占用大量的內(nèi)存，且無實(shí)時(shí)處理功能。 (又稱RAM法) 這種方法的特點(diǎn)是在ROM中預(yù)先存儲一個(gè)單位基準(zhǔn)正弦波，運(yùn)行時(shí)，根據(jù)指令值的要求，按不同載波比和調(diào)幅比的要求，計(jì)算出一個(gè)周期的開關(guān)模式和開關(guān)模式保持的時(shí)間值，寫入RAM1中。一旦計(jì)算結(jié)束，就把RAM1的數(shù)據(jù)輸出。在RAM1的數(shù)據(jù)輸出期間，如指令值發(fā)生了新的變化，則開始重新計(jì)算，但將計(jì)算結(jié)果寫入RAM2中。寫人RAM2的操作一旦結(jié)束，就轉(zhuǎn)為將RAM2的數(shù)據(jù)輸出。再有新的指令值時(shí)，則將計(jì)算結(jié)果寫入RAM1中。如此輪流地使用兩個(gè)RAM。這種方法雖然不必使用大量的ROM，但沒有實(shí)時(shí)處理功能，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間也較慢。 實(shí)時(shí)計(jì)算要有數(shù)學(xué)模型。建立數(shù)學(xué)模型的方法有許多種，如等效面積法、自然采樣法和規(guī)則采樣法。而規(guī)則采樣法中又有對稱規(guī)則采樣法與不對稱規(guī)則采樣法。①等效面積法。生成原理就是按面積相等的原則構(gòu)成與正弦波等效的一系列等幅不等寬釣矩形脈沖波形。這是實(shí)時(shí)控制中最簡單的算法。 ②自然采樣法。移植模擬控制的方法，計(jì)算正弦調(diào)制波與三角載波的交點(diǎn)，從而求出相應(yīng)的脈寬和脈沖間歇時(shí)間，生成SPWM波形，叫做自然采樣法。自然采樣法的主要問題是SPWM波形每一個(gè)脈沖的起始和終了時(shí)刻對三角波的中心線不對稱，因而求解困難。 ③規(guī)則采樣法。工程上實(shí)用的方法要求算法簡單，只要誤差不太大，允許作出一些近似處理，這樣各種規(guī)則采樣法應(yīng)運(yùn)而生。規(guī)則采樣法有多種，常用的方法有規(guī)則采樣I法、規(guī)則采樣II法。規(guī)則采樣I法的采樣水平線與三角載波的交點(diǎn)都處于正弦波的同一側(cè)，規(guī)則采樣II法的采樣水平線與三角載波的交點(diǎn)都處于正弦波的兩側(cè)，所得的SPWM波形更準(zhǔn)確。 167。34 控制在第一章第一節(jié)中我們已講過，變頻器按控制方式來分，有控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器，從本節(jié)開始將分別介紹這三種方式的基本原理。一、控制原理 三相異步電機(jī)定子每相電動(dòng)勢的有效值是： (241)
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