【正文】 要的意義對器件或整個裝置的一些保護措施也往往設在驅動電路中，或通過驅動電路實現(xiàn)。驅動電路的基本任務：將信息電子電路傳來的信號按控制目標的要求，轉換為加在電力電子器件控制端和公共端之間，可以使其開通或關斷的信號。驅動電路還要提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié)。一般采用光隔離或磁隔離。光隔離一般采用光耦合器。光耦合器由發(fā)光二極管和光敏晶體管組成，封裝在一個外殼內。內部電路如圖49所示。圖49　光電耦合器光電耦合器是一種把紅外光發(fā)射器件和紅外光接受器件以及信號處理電路等封裝在同一管座內的器件。當輸入電信號加到輸入端發(fā)光器件LED上，LED發(fā)光，光接受器件接受光信號并轉換成電信號，然后將電信號直接輸出，或者將電信號放大處理成標準數(shù)字電平輸出，這樣就實現(xiàn)了“電－光－電”的轉換及傳輸，光是傳輸?shù)拿浇?，因而輸入端與輸出端在電氣上是絕緣的，也稱為電隔離。光電耦合器因為其獨特的結構特點，因此在實際使用過程中，具有以下明顯的優(yōu)點：(1) 能夠有效抑制接地回路的噪聲，消除地干擾，使信號現(xiàn)場與主控制端在電氣上完全隔離，避免了主控制系統(tǒng)受到意外損壞。(2) 體積小，器件多采用雙列直插封裝，具有單通道、雙通道以及多達八通道等多種結構，使用十分方便。(3) 由于“光”傳輸?shù)膯蜗蛐裕孕盘枏墓庠磫蜗騻鬏數(shù)焦饨邮掌鲿r不會出現(xiàn)反饋現(xiàn)象，其輸出信號也不會影響輸入端。圖410　運算放大器如果在、端分別同時加輸入電壓、+，則有：= （41） 其中：開環(huán)電壓放大倍數(shù)。這種輸入方式稱為差動輸入，稱為差動輸入電壓。反相比例器：輸入信號加入反相輸入端，電路如圖411所示。圖411　反相比例器解方程：= （）/（+ ）（++）+（） （42）因為一般很大，很小，很大。所以= （43）由此可以得出：主電路輸出電壓= 同一相上下兩個臂交替導電，在任一瞬間，將有三個橋臂同時導通。主電路輸出電壓波形如圖所示：圖412　Vpwm1輸出電壓波形圖413　Vpwm4輸出電壓波形正弦調制參考波的幅值與調制參考波的頻率共同產生三相調制參考波正弦電壓V2(t)、V3(t)、V4(t)。V2(t)、V3(t)、V4(t)再與頻率和幅值都固定的雙極性三角載波電壓V1(t)相比較產生驅動信號控制6個全控型開關器件的通、斷狀態(tài)，從而控制逆變器輸出的三相交流相電壓的瞬時值。a、b、c三相的PWM控制通常公用一個三角波載波V1，三相的調制信號VVV4依次相差。a、b和c各相功率開關器件的控制規(guī)律相同，先以a相為例來說明。V2＞V1時，給上橋臂以導通信號，給下橋臂以關斷信號，則a相相對于直流電源假想中點N’的輸出電壓= /2。當V2＜V1時，給以導通信號，給以關斷信號，則=/2。和的驅動信號始終是互補的。當給（）加導通信號時，可能是（）導通，也可能是二極管（）續(xù)流導通，這要由阻感負載中電流的方向來決定，這種和單相橋式PWM型逆變電路在雙極性控制時的情況相同。b相及c相的控制方式都和a相相同[10]。電路的波形如圖所示。圖414　驅動信號T1的波形圖415　驅動信號T2的波形圖416　驅動信號T3的波形圖417　導電波形圖418　導電波形圖419　導電波形圖420　導電波形圖421　電流的工作波形圖422　電流的工作波形圖48中調制比= /≤1，則輸出線電壓的基波幅值：=== （44）輸出線電壓的基波有效值：=.== （45）所以三相SPWM逆變電路直流電壓利用率/=。輸出電壓基波大小與調制系數(shù)= /成正比。當實際輸出電壓基波小于指令值時，電壓偏差大于零，電壓調節(jié)器輸出的增大，值增大，使輸出電壓各脈波加寬，實際輸出電壓基波增大到給定指令值；反之當實際輸出電壓基波大于指令值時，電壓偏差小于零，減小，值減小，使輸出電壓減到指令值。如果電壓調節(jié)器為調節(jié)器，則可使穩(wěn)態(tài)時保持實際輸出電壓基波等于指令值，即當電源電壓改變或負載改變而引起輸出電壓偏離指令值時，通過電壓閉環(huán)控制可使輸出電壓跟蹤并保持為指令指。5　總結 結論本文應用PSPICE軟件進行了PWM控制電路和逆變器的仿真和分析，通過上述介紹的方法可以分析、評估不同的脈寬調制技術和十分方便快捷地獲取實驗數(shù)據(jù)及各工作點的波形；提供了一個模擬硬件電路的方法，解決了控制電路和主電路的電氣絕緣問題，突破了在傳統(tǒng)實驗中因為硬件設備條件所受的限制，大大提高了實驗的深度和廣度，無論在分析精度、實驗效果等方面都是傳統(tǒng)實驗方法不可比擬的。相對于MATLAB／SIMULINK，PSPICE提供了對復雜系統(tǒng)進行電路級的詳細分析的可能，利用仿真可以使枯燥的電路變得有趣，復雜的波形變得形象生動，并且不受場地(可以在教室、宿舍)、不受時間(課內、課外)的限制，通過教師演示和學生動手設計、調試，不但可以使學生更好的掌握所學的知識，同時還大大提高了學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力。由于目前的變頻器幾乎都采用PWM控制方式，這樣的脈沖調制形式使得變頻器運行時在電源側產生高次諧波電流，并造成電壓波形畸變，對電源系統(tǒng)產生嚴重影響。逆變電路的輸出通常要接LC濾波器，濾除逆變電路輸出電壓中的高次諧波而使負載電壓接近正弦波。輸出電壓為定寬方波的缺點是：在直流電壓一定時，輸出電壓的基波大小不可控，且輸出電壓中諧波頻率低、數(shù)值大；直流電源電流脈動頻率低且脈動數(shù)值大。因此為了使負載獲得良好的輸出電壓波形和減小直流電源電流的脈動，必須采用較大的LC輸出濾波器，這增加了逆變器的重量、體積并可能帶來一些其他問題，而且對輸出電壓、輸入電流波形的改善也很有限。SPWM控制方式，在輸出電壓的每一個周期中，各開關器件通、斷轉換多次，實現(xiàn)即可調節(jié)、控制輸出電壓的大小，又可消除低次諧波改善輸出電壓波形。SPWM波形中所含的諧波主要是角頻率為的諧波。一般情況下，遠遠大于，所以PWM波形中所含的主要諧波的頻率要比基波頻率高得多，是很容易濾除的。載波頻率越高，SPWM波形中諧波頻率就越高，所需濾波器體積就越小。改善了逆變電路輸出電壓波形的正弦性并大大減小了所需的LC濾波器。 三相SPWM逆變器的展望在高性能全數(shù)字控制的交流伺服驅動系統(tǒng)中,通常采用數(shù)字脈寬調制方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬脈寬調制。然而,數(shù)字脈寬調制技術遠不象傳統(tǒng)的模擬脈寬調制技術那樣成熟。綜觀現(xiàn)有的文獻,數(shù)字脈寬調制方法多采用規(guī)則采樣技術求取三角載波與所希望的調制函數(shù)相比較的直接數(shù)學方程式, PWM信號是通過對規(guī)則采樣技術獲得的數(shù)學方程式的計算得到的。這種數(shù)字脈寬調制方法僅僅是對模擬自然采樣的三角波—正弦波SPWM 方法的近似。近年來,一種新的脈寬調制技術,即空間矢量脈寬調制SVPWM 技術在交流驅動系統(tǒng)中得到了廣泛的應用,相應的數(shù)字計算方法形成的空間矢量脈寬調制信號與傳統(tǒng)的三角波—正弦波比較獲得的脈寬調制SPWM 信號相比,有更多優(yōu)點。(1) 在相同的直流母線電壓VDC下,采用空間矢量脈寬調制方式有效地擴展了逆變器輸出基波相電壓的線性范圍,能更好的利用電源電壓。(2) 在實際系統(tǒng)中,保證合適的空間矢量脈寬調制方案,必須對電壓參考信號或逆變器的輸出能力加以約束。(3) 在以集成DSP 電機控制器的全數(shù)字矢量控制交流電動機系統(tǒng)中,由于DSP 快速運算能力和數(shù)據(jù)處理器能力,完成空間矢量脈寬調制所需要的時間是很少的。參考文獻[1] M. L. Abell, The Maple V Handbook. New York: AP Professional,1994:19431948 [2] 賈新章．ORCAD／Pspice9實用教程[M]．第1版．西安：西安電子科技大學出版社，1999，20（12）：711[3] 高文煥，汪惠．模擬電路的計算機分析與設計一Pspice程序應用[M]．北京：清華大學出版社，1999，6（5）：8794[4] 王兆安，黃俊．電力電子技術[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2003，48（5）：711[5] 陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004，34（5）：640644[6] 范正翹．電力傳動與自動控制系統(tǒng)[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2003，40（1）：4750[7] 賈正春,馬志源. 電力電子學[M]. 北京：中國電力出版社，2001：13[8] Muhammad H Rashid主編．電力電子技術手冊[M]．陳建業(yè)等譯．北京：機械工業(yè)出版社，2004，39（2）：444456[9] X. Wang,“Advances in pulse width modulation techniques,”. dissertation,Dept. of Elect. Eng., McGill Univ., Montreal, QC, Canada,Mar. 1993，3630: 874883[10] 康華光. 電子技術基礎（第四版）[M]. 北京：高等教育出版社，1999：112 36