pwm控制技术(修改)

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1、第7章PWM控制技术7.1PWM控制的基本原理7.2PWM逆变电路及其控制方法7.3PWM跟踪控制技术7.4PWM整流电路及其控制方法引言■PWM（PulseWidthModulation）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即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）。■第5章的直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术，第6章中涉及到PWM控制技术的地方有两处，一处是第6.1节中的斩控式交流调压电路，另一处是第6.4节矩阵式变频电路。■PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻，现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM型逆

2、变电路。2引言■PWM控制的思想，来源于通信技术，全控型器件的发展使得PWM的实现变得十分容易。■PWM控制技术的应用十分广泛，它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。■PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。现在使用的各种逆变电路，都采用了PWM技术，因此，本章和第四章（逆变电路）相结合，才能使我们对逆变电路有完整的认识。37.1PWM控制的基本原理■面积等效原理◆是PWM控制技术的重要理论基础。◆原理内容：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。☞冲量即指窄脉冲的

3、面积。☞效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。☞如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频段略有差异。◆实例☞将图7-1a、b、c、d所示的脉冲作为输入，加在图7-2a所示的R-L电路上，设其电流i(t)为电路的输出，图7-2b给出了不同窄脉冲时i(t)的响应波形。图7-1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲图7-2冲量相同的各种窄脉冲的响应波形47.1PWM控制的基本原理■用PWM波代替正弦半波◆将正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲宽度为/N，但幅值顶部是曲线且大小按正弦规律变化的脉冲序列组成的。◆把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，

4、使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，这就是PWM波形。图7-3用PWM波代替正弦半波5Ouωt>SPWM波7.1PWM控制的基本原理Ouωt>■如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波Ouωt>67.1PWM控制的基本原理若要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。Ouωt>SPWM波Ouωt>■如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波Ouωt>77.1PWM控制的基本原理OwtUd-Ud◆对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波为：OwtUd-Ud◆

5、根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的PWM波，而且这种方式在实际应用中更为广泛。87.1PWM控制的基本原理■等幅PWM波◆输入电源是恒定直流第4章的直流斩波电路7.2节的PWM逆变电路7.4节的PWM整流电路■不等幅PWM波◆输入电源是交流或不是恒定的直流6.1节的斩控式交流调压电路6.4节的矩阵式变频电路OwtUd-UdUoωt◆PWM波形可分为等幅PWM波和不等幅PWM波两种，由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波。97.1PWM控制的基本原理■PWM电流波电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波。◆PWM波可等效的各种波形直流斩波电路直流波形SPWM

6、波正弦波形等效成其他所需波形，如:所需波形等效的PWM波107.2PWM逆变电路及其控制方法◆目前中小功率的逆变电路几乎都采用PWM技术。◆逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。◆本节内容构成了本章的主体。◆PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种，目前实用的PWM逆变电路几乎都是电压型电路。117.2PWM逆变电路及其控制方法7.2.1计算法和调制法7.2.2异步调制和同步调制7.2.3规则采样法7.2.4PWM逆变电路的谐波分析127.2PWM逆变电路及其控制方法7.2.5提高直流电压利用率和减少开关次数7.2.6空间矢量SVPWM控制7.2.7PWM逆变电路的多重化1

7、37.2.1计算法和调制法■计算法◆根据逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内的脉冲数，将PWM波形中各脉冲的宽度和间隔准确计算出来，按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的PWM波形，这种方法称之为计算法。◆计算法是很繁琐的，当需要输出的正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要变化。■调制法◆把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。◆通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用最多。14