正弦脈寬調(diào)制(spwm)控制-展示頁
2025-07-16 14:49本頁面
【正文】 bo`與uco`是逆變器輸出端a、b、c分別與直流電源中點(diǎn)o`之間的電壓，o`點(diǎn)與負(fù)載的零點(diǎn)o并不一定是等電位的，uao`等并不代表負(fù)載上的相電壓。可見，線電壓的spwm波是由177。同理，圖35c的ub0’=f(t)是由vt3和vt6交替導(dǎo)通得到的，圖35d的uc0’=f(t)是由vt5和vt2交替導(dǎo)通得到的。當(dāng)a相調(diào)制波uraut時，vt1導(dǎo)通，vt4關(guān)斷，節(jié)點(diǎn)a與直流電源中點(diǎn)o`間的相電壓為ua0’=+ud/2(圖35b)；當(dāng)ura ut時，vt1關(guān)斷而vt4導(dǎo)通，則ua0’=－ud/2。如果讓同一橋臂上、下兩個開關(guān)器件互補(bǔ)地導(dǎo)通與關(guān)斷，則輸出脈沖在“正”和“負(fù)”之間變化，就得到雙極式的spwm波形。若改變調(diào)制波的頻率，輸出電壓基波的頻率也隨之改變；降低調(diào)制波的幅值時，如圖中的 ，各段脈沖寬度變窄，輸出電壓的基波幅值也相應(yīng)減小。例如：當(dāng)a相的調(diào)制波電壓ura高于載波電壓ut時，使開關(guān)器件vt1導(dǎo)通，輸出正的脈沖電壓(見圖34b)；當(dāng)ura低于ut時，使vt1關(guān)斷，輸出電壓下降為零。在正弦脈寬調(diào)制方法中，利用正弦波作調(diào)制波(modulation wave)，受它調(diào)制的信號稱為載波(carrier wave)，常用等腰三角波作載波。整個逆變器由三相不可控整流器供電，所提供的直流恒值電壓為ud。這種正弦波正、負(fù)半周分別用正、負(fù)脈沖等效的spwm波形稱作單極式spwm。例如，把正弦半波分作n等分(在圖32中，n=9)，把每一等分的正弦曲線與橫軸所包圍的面積都用一個與此面積相等的矩形脈沖來代替，矩形脈沖的幅值不變，各脈沖的中點(diǎn)與正弦波每一等分的中點(diǎn)相重合，這樣就形成spwm波形。在通用變頻器采用的交直交變頻裝置中，前級整流器是不可控的，給逆變器供電的是直流電源，其幅值恒定。圖中，在一個正弦半波上分割出多個等寬不等幅的波形(假設(shè)分出的波形數(shù)目n=12)，如果每一個矩形波的面積都與相應(yīng)時間段內(nèi)正弦波的面積相等，則這一系列矩形波的合成面積就等于正弦波的面積，也即有等效的作用。應(yīng)用最早而且作為pwm控制基礎(chǔ)的是正弦脈寬調(diào)制(sinusoidal pulse width modulation, 簡稱spwm)。+ylw527正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制20100918關(guān)注獻(xiàn)花(4)轉(zhuǎn)藏 為了使變壓變頻器輸出交流電壓的波形近似為正弦波，使電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)，從而獲得優(yōu)秀的工作性能，現(xiàn)代通用變壓變頻器中的逆變器都是由全控型電力電子開關(guān)器件構(gòu)成，采用脈寬調(diào)制(pulse width modulation, 簡稱pwm ) 控制的，只有在全控器件尚未能及的特大容量時才采用晶閘管變頻器。圖31 與正弦波等效的等寬不等幅矩形脈沖波序列 正弦脈寬調(diào)制原理一個連續(xù)函數(shù)是可以用無限多個離散函數(shù)逼近或替代的，因而可以設(shè)想用多個不同幅值的矩形脈沖波來替代正弦波，如圖31所示。為了提高等效的精度，矩形波的個數(shù)越多越好，顯然，矩形波的數(shù) 目受到開關(guān)器件允許開關(guān)頻率的限制。從這點(diǎn)出發(fā)，設(shè)想把上述一系列等寬不等幅的矩形波用一系列等幅不等寬的矩形脈沖波來替代(見圖32)，只要每個脈沖波的面積都相等，也應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)與正弦波等效的功能，稱作正弦脈寬調(diào)制(spwm)波形。同樣，正弦波的負(fù)半周也可用相同的方法與一系列負(fù)脈沖波等效。圖32 spwm波形圖33是spwm變壓變頻器主電路的原理圖，圖中vt1~vt6是逆變器的六個全控型功率開關(guān)器件，它們各有一個續(xù)流二極管(vd1~vd6)和它反并聯(lián)接。圖33 spwm變壓變頻器主電路原理圖某一相的單極式spwm波形是由逆變器該相上(或下)橋臂中一個功率開關(guān)器件反復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷形成的。當(dāng)調(diào)制波與載波相交時(見圖34a)，其交點(diǎn)決定了逆變器開關(guān)器件的通斷時刻。在ura的負(fù)半周中，可用類似的方法控制下橋臂的vt4，輸出負(fù)的脈沖電壓序列。a)正弦調(diào)制波與三角載波b)
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