WM控制技术介绍讲座.ppt
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1、PWM调制技术介绍,目 录PWM控制技术的基本原理PWM控制技术的实现方式PWM控制技术的应用实例总结,PWM控制技术的基本原理,PWM控制脉冲宽度调制技术1、目的:通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值),实现波形重组2、应用场合:逆变电路、脉冲整流、矩阵变换器、直流斩波、斩控式交流调压3、PWM技术在逆变电路中的发展最快,主要以逆变电路为主介绍PWM技术,PWM控制技术的基本原理,PWM控制理论基础1、冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同2、冲量指窄脉冲的面积3、效果基本相同,是指环节的输出响应波形低频段非常接近,仅在高频段略有差异
2、,PWM控制技术的实现,PWM技术的种类1、正弦调制PWM(SPWM)2、优化PWM3、电流控制PWM4、空间矢量调制PWM(SVPWM),PWM控制技术的基本原理,如何实现SPWM1、用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波2、正弦半波N等分,可看成N个彼此相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等3、用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等4、矩形脉冲宽度按正弦规律变化,PWM控制技术的实现,SPWM的实现1、计算法根据基波频率、幅值和调制频率,准确计算PWM波各脉冲宽度和间隔来控制逆变电路开关器件的通断当输出基波波形的频率、幅值或相位变化时,结果都要变化2、调制法采用调制频率
3、的高频信号作为载波,输出波形作调制信号,进行调制得到期望的PWM波等腰三角波应用最多,其任一点水平宽度和高度成线性关系且左右对称,PWM控制技术的实现,三相SPWM的实现,PWM控制技术的实现,三相SPWM的实现1、上管和下管波形互补2、当调制信号大于载波信号时,给上管导通信号,小于时给下管导通信号3、PWM波形只有两种电平,输出线电压三种电平,负载相电压五种电平组成,PWM控制技术的实现,SPWM的数字实现1、自然采样法要求解复杂的超越方程,难以在实时控制中在线计算,工程应用不多2、规则采样效果接近自然采样法,计算量小得多,PWM控制技术的实现,SPWM的主要谐波成分(共用载波),PWM控制
4、技术的实现,SPWM的特点 1、优点:实现简单、输出波形好 2、缺点:开关频率比较高、电压利用率低,PWM控制技术的实现,SPWM的改进原因:在相电压中加入相同成分,线电压中不体现改进1:加入三次谐波以提高直流电压利用率,PWM控制技术的实现,SPWM的改进改进2:加入电压为的直流分量降低开关频率,PWM控制技术的实现,优化PWM算法的原理基于某项优化指标,计算出各个开关管在特定开关角度的触发脉冲。优化PWM算法的控制目标消除特定谐波(SHE)、谐波电流最小化、电机转矩和转速脉动最优等优化方式。,PWM控制技术的实现,特定谐波消除PWM(SHEPWM)的原理1、输出电压波形为四分之一周期对称波
5、形(/2和/2对称)2、输出电压半周期内,器件通、断各3次(不包括0和),共6个开关时刻可控,PWM控制技术的实现,特定谐波消除PWM(SHEPWM)的原理,确定a1的值,再令两个不同的an=0,就可建三个方程,求得,PWM控制技术的实现,特定谐波消除PWM(SHEPWM)的原理在三相对称电路的线电压中,相电压所含的3次谐波相互抵消,可考虑消去5次和7次谐波,得如下联立方程:,PWM控制技术的实现,特定谐波消除PWM(SHEPWM)的实现1、在输出电压半周期内器件通、断各k次,考虑PWM波四分之一周期对称,k个开关时刻可控,除用一个控制基波幅值,可消去k1个频率的特定谐波2、由于优化算法比较复
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