【正文】 電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號，其高度為U、寬度為t，如圖631b所示。電樞兩端的平均電壓為：Ud=T1T0242。tUdt=TU=rU（617）式中r=t/T=Ud/U，(0r為導(dǎo)通率（或稱占空比）。當T不變時，只要改變導(dǎo)通時間t，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。當t從0~T改變時，Ud由零連續(xù)增大到U。實際電路中，一般使用自關(guān)斷電力電子器件來實現(xiàn)上述的開關(guān)作用，如GTR、MOSFET、IGBT等器件。圖63中的二極管是續(xù)流二極管，當S斷開時，由于電樞電感的存在，電動機的電樞電流可通過它形成續(xù)流回路。1交流變頻調(diào)速有哪幾種類型，各有什么特點？（１）開環(huán)控制開環(huán)控制的通用變頻器三相異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)控制框圖如圖625所示。圖625 開環(huán)異步電動機變頻調(diào)速VVVF通用變頻器 IM異步電動機該控制方案結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。但是，由于是開環(huán)控制方式，其調(diào)速精度和動態(tài)響應(yīng)特性并不是十分理想。尤其是在低速區(qū)域電壓調(diào)整比較困難，不可能得到較大的調(diào)速范圍和較高的調(diào)速精度。異步電動機存在轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)速隨負荷力矩變化而變動，即使目前有些變頻器具有轉(zhuǎn)差補償功能及轉(zhuǎn)矩提升功能，%的精度，所以采用這種V/F控制的通用變頻器異步機開環(huán)變頻調(diào)速適用于一般要求不高的場合，例如風(fēng)機、水泵等機械。圖626 矢量控制變頻器的異步電動機變頻調(diào)速VVVF矢量變頻器（2）無速度傳感器的矢量控制無速度傳感器的矢量控制變頻器異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)控制框圖如圖626所示。對比圖625圖，兩者的差別僅在使用的變頻器不同。由于使用無速度傳感器矢量控制的變頻器，可以分別對異步電動機的磁通和轉(zhuǎn)矩電流進行檢測、控制，自動改變電壓和頻率，使指令值和檢測實際值達到一致，從而實現(xiàn)了矢量控制。雖說它是開環(huán)控制系統(tǒng)，但是大大提升了靜態(tài)精度和動態(tài)品質(zhì)。%，轉(zhuǎn)速響應(yīng)也較快。如果生產(chǎn)要求不是十分高的情形下，采用矢量變頻器無傳感器開環(huán)異步電機變頻調(diào)速是非常合適的，可以達到控制結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高的實效。（3）帶速度傳感器矢量控制帶速度傳感器矢量控制變頻器的異步電機閉環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)控制框圖如圖627所示。圖627 異步電機閉環(huán)控制變頻調(diào)速PG速度脈沖發(fā)生器矢量控制異步電機閉環(huán)變頻調(diào)速是一種理想的控制方式。它具可以從零轉(zhuǎn)速起進行速度控制，即甚低速亦能運行，因此調(diào)速范圍很寬廣，可達100:1或1000:1；可以對轉(zhuǎn)矩實行精確控制；系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度甚快；電動機的加速度特性很好等優(yōu)點1什么是SPWM？SPWM信號是數(shù)字信號形式還是模擬信號形式？在PWM型逆變電路中，使用最多的是圖643a的三相橋式逆變電路，其控制方式一般都采用雙極性方式。U、V和W三相的PWM控制通常公用一個三角波載波uc，三相調(diào)制信號U ru, U rv 和, U rw的相位依次相差1200。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Uru uc時，給上橋臂晶體管V1以導(dǎo)通信號，給下橋臂晶體管V4以關(guān)斷信號，則U相相對于直流電源假想中點N’的輸出電壓UUN’= Ud/2。當Uru uc時，給V4以導(dǎo)通信號，給V1以關(guān)斷信號，則UUN’=Ud／2。V1和V4的驅(qū)動信號始終是互補的。當給V1（V4）加導(dǎo)通信號時，可能是V1（V4）導(dǎo)通，也可能二極管VD1（VD4）續(xù)流導(dǎo)通，這要由感性負載中原來電流的方向和大小來決定，和單相橋式逆變電路雙極性SPWM控制時的情況相同。V相和W相的控制方式和U相相同。UUN’、UVN’和Uwn’ 的波形如圖643b所示。可以看出，這些波形都只有177。Ud兩種電平。像這種逆變電路相電壓（uUN’、uVN’和uWN’）只能輸出兩種電平的三相橋式電路無法實現(xiàn)單極性控制。圖中線電壓UUV的波形可由UUN’ ― UVN’得出?？梢钥闯?，當臂1和6導(dǎo)通時，UUV = Ud，當臂3和4導(dǎo)通時，UUV =―Ud，當臂1和3或4和6導(dǎo)通時，Uuv=0，因此逆變器輸出線電壓由+Ud、Ud、0三種電平構(gòu)成。負載相電壓UUN可由下式求得uUN=uUN’UUN39。+UVN39。+UWN39。31用SPWM進行交流變頻調(diào)速所對應(yīng)的傳統(tǒng)方法有哪些？各有什么特點？實施SPWM的基本要求單極性SPWM法]（1)調(diào)制波和載波：曲線①是正弦調(diào)制波，其周期決定于需要的調(diào)頻比kf，振幅值決定于ku,曲線②是采用等腰三角波的載波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，等于ku=1時正弦調(diào)制波的振幅值，每半周期內(nèi)所有三角波的極性均相同(即單極性)。調(diào)制波和載波的交點，決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖音的間隔寬度，每半周期內(nèi)的脈沖系列也是單極性的。（2)單極性調(diào)制的工作特點：每半個周期內(nèi)，逆變橋同一橋臂的兩個逆變器件中，只有一個器件按脈沖系列的規(guī)律時通時通時斷地工作，另一個完全截止；而在另半個周期內(nèi)，兩個器件的工況正好相反，流經(jīng)負載ZL的便是正、負交替的交變電流。雙極性SPWM法(1)調(diào)制波和載波：調(diào)制波仍為正弦波，其周期決定于kf，振幅決定于ku,中曲線①，載波為雙極性的等腰三角波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，與ku=1時正弦波的振幅值相等。調(diào)制波與載波的交點決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的，但是，由相電壓合成為線電壓(uab=uaub。ubc=ubuc。uca=ucua)時，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。(2)雙極性調(diào)制的工作特點：逆變橋在工作時，同一橋臂的兩個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，毫不停息，而流過負載ZL的是按線電壓規(guī)律變化的交變電流。1步進電動機是什么電機？它的驅(qū)動電路的功能是什么？伺服電機。環(huán)形分配，對控制信號進行功率放大。試分析半橋逆變電路的工作原理半橋逆變電路原理如圖636a所示，它有兩個導(dǎo)電臂，每個導(dǎo)電臂由一個可控元件和一個反并聯(lián)二極管組成。在直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容，使得兩個電容的聯(lián)結(jié)點為直流電源的中點。設(shè)電力晶體管Vl和V2 基極信號在一個周期內(nèi)各有半周正偏和反偏，且二者互補。當負載為感性時，其工作波形如圖636b所示。輸出電壓波形u0 為矩形波，其幅值為Um =Ud /2輸出電流i0 波形隨負載阻抗角而異。設(shè)t2 時刻以前V1 導(dǎo)通。t2 時刻給V1關(guān)斷信號，給V2 導(dǎo)通信號，但感性負載中的電流i0 不能立刻改變方向，于是VD2 導(dǎo)通續(xù)流。當t3時刻i0 降至零時VD2 截止，V2 導(dǎo)通，i0 開始反向。同樣，在t4 時刻給V2 關(guān)斷信號，給V1 導(dǎo)通信號后，V2 關(guān)斷，VD1 先導(dǎo)通續(xù)流，t5 時刻V1 才導(dǎo)通。當V1 或 V2 導(dǎo)通時，負載電流和電壓同方向，直流側(cè)向負載提供能量；而當VD1 或 VD2導(dǎo)通時，負載電流和電壓反方向，負載中電感的能量向直流側(cè)反饋，既負載將其吸收的無功能量反饋回直流側(cè)。反饋回的能量暫時儲存在直流側(cè)電容中，直流側(cè)電容起到緩沖這種無功能量的作用。二極管VDVD2是負載向直流側(cè)反饋能量的通道，同時起到使負載電流連續(xù)的作用，VDVD2被稱為反饋二極管或續(xù)流二極管。