正弦脈寬調(diào)制(spwm)控制-文庫吧資料
2025-07-13 14:49本頁面
【正文】 器提供，各相共用。圖37是spwm變壓變頻器的模擬控制電路框圖?！pwm控制方法采用高開關(guān)頻率的全控型電力電子器件組成逆變電路時，先假定器件的開與關(guān)均無延時，于是可將要求變頻器輸出三相spwm波的問題轉(zhuǎn)化為如何獲得與其形狀相同的三相spwm控制信號問題，用這些信號作為變頻器中各電力電子器件的基極(柵極)驅(qū)動信號。以下各段依此類推，可得表31中各行的數(shù)據(jù)。圖36 分段同步調(diào)制時輸出頻率與開關(guān)頻率的關(guān)系曲線上述圖表的設(shè)計計算方法如下：已知變頻器要求的輸出頻率范圍為5~60hz，用igbt作開關(guān)器件，最小開關(guān)頻率在最大開關(guān)頻率的1/2~2/3之間，視分段數(shù)要求而定。圖36所示是與表31相應(yīng)的f1與ft的關(guān)系曲線。具體地說，把整個變頻范圍劃分成若干頻段，在每個頻段內(nèi)都維持載波比n恒定，而對不同的頻段取不同的n值，頻率低時，n值取大些，一般大致按等比級數(shù)安排。在一定頻率范圍內(nèi)采用同步調(diào)制，可保持輸出波形對稱的優(yōu)點，但頻率降低較多時，如果仍保持載波比n不變，輸出電壓諧波將會增大。當(dāng)載波比n隨著輸出頻率的降低而連續(xù)變化時，它不可能總是3的倍數(shù)，勢必使輸出電壓波形及其相位都發(fā)生變化，難以保持三相輸出的對稱性，可能引起電動機工作的不平穩(wěn)。這樣輸出電壓半波內(nèi)的矩形脈沖數(shù)可隨輸出頻率的降低而增加，從而減少負(fù)載電動機的轉(zhuǎn)矩脈動與噪聲，改善了系統(tǒng)的低頻工作性能。顧名思義，異步調(diào)制時，在變壓變頻器的整個變頻范圍內(nèi)，載波比n不等于常數(shù)。但是，當(dāng)輸出頻率很低時，由于相鄰兩脈沖間的間距增大，諧波會顯著增加，使負(fù)載電動機產(chǎn)生較大脈動轉(zhuǎn)矩和較強的噪聲，這是同步調(diào)制方式的主要缺點。如果取n等于3的倍數(shù)，則同步調(diào)制能保證輸出波形的正、負(fù)半波始終對稱，并能嚴(yán)格保證三相輸出波形間具有互差 120176?！⊥秸{(diào)制與異步調(diào)制在實行spwm時，視載波比n的變化與否，有同步調(diào)制與異步調(diào)制之分。為此，定義urm與utm之比為調(diào)制度m，即 (313)在理想情況下，m值可在0~1之間變化，以調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的大小。在脈寬調(diào)制時，若n為偶數(shù)，調(diào)制信號的幅值urm與三角載波相交的兩點恰好是一個脈沖的間歇。n值應(yīng)受到下列條件的制約： (312)式(312)中的分母實際上就是spwm變頻器的最高輸出頻率。定義載波頻率ft與參考調(diào)制波頻率fr之比為載波比n(carrier ratio)，即 (311)相對于前述spwm波形半個周期內(nèi)的脈沖數(shù) n來說，應(yīng)有n=2n。但是，功率開關(guān)器件本身的開關(guān)能力是有限的，因此，在應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)時必然要受到一定條件的制約，這主要表現(xiàn)在以下兩個方面。 脈寬調(diào)制的制約條件根據(jù)脈寬調(diào)制的特點，逆變器主電路的功率開關(guān)器件在其輸出電壓半周內(nèi)要開關(guān)n次。要注意到，spwm逆變器輸出相電壓的基波和常規(guī)六拍階梯波的交直交變壓變頻器相比要小一些，據(jù)有關(guān)資料介紹，僅為其86%~90%，這樣就影響了電機額定電壓的充分利用。當(dāng)然，這個結(jié)論是在作出前述的近似條件下得到的，即n不太少，sinπ/2n≈π/2n，且sinδi/2≈δi/2。當(dāng)半個周期內(nèi)的脈沖數(shù)n不太少時，各脈沖的寬度δi都不大，可以近似地認(rèn)為sinδi/2≈δi/2，因此 (38)可見輸出基波電壓幅值u1m與各段脈寬δi有著直接的關(guān)系，它說明調(diào)節(jié)參考信號的幅值從而改變各個脈沖的寬度時，就可實現(xiàn)對逆變器輸出電壓基波幅值的平滑調(diào)節(jié)。在圖35中，由于在原點處三角波是從負(fù)的頂點開始出現(xiàn)的，所以第i個脈沖中心點的相位應(yīng)為 (35)于是，第i個脈沖的起始相位為終了相位為其中δi是第i個脈沖的寬度?！pwm波的基波電壓對電動機來說，有用的是電壓的基波，希望spwm波形中基波的成分越大越好。圖35 三相橋式pwm逆變器的雙極性spwm波形圖520中的uao`、u
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