电力电子技术--PWM控制技术.pptx

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1、PWM(PulseWidthModulation)脉宽调制技术：通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）第3、4章已涉及PWM控制，但未明确提出PWM控制的概念第3章：直流斩波电路第4章：4.1斩控式调压电路4.4矩阵式变频电路PWM控制技术在四类基本的变流电路（第2-5章）都有应用，因此单独设立一章进行讲述1PWM控制的思想源于通信技术，全控型器件的发展使得实现PWM控制变得十分容易。PWM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

2、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5章（逆变电路）相结合，才能使我们对逆变电路有完整地认识。2引言6.2PWM逆变电路及其控制方法6.3PWM跟踪控制技术6.4PWM整流电路及其控制方法本章小结6.1PWM控制的基本原理36.1PWM控制的基本原理方波窄脉冲三角波窄脉冲单位冲击函数正弦半波窄脉冲f(t)d(t)tOa)b)c)d)tOtOtOf(t)f(t)f(t)图6-1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲冲量指窄脉冲的面积指环节的输出响应波形基本相同4PWM控制的基本原理i(t)e(t)实例6.1以上实例说明了“面积等效原理”电路输入

3、：e(t)电路输出：i(t)5如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波PWM控制的基本原理6.16如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波SPWM波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。PWM控制的基本原理6.17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：PWM控制的基本原理根据面积等效原理，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。OwtUd-UdOwtUd-Ud6.18PWM控制的基本原理等幅PWM波不等幅PWM波输入电源是恒定直流输入电源是交流或不是恒定的直流第3章的直

4、流斩波电路6.2节的PWM逆变电路6.4节的PWM整流电路u0tE4.1节的斩控式交流调压电路4.4节的矩阵式变频电路基于面积等效原理进行控制，本质是相同的OwtUd-Ud6.19PWM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控制的基本原理PWM波形可等效的各种波形直流斩波电路直流波形SPWM波正弦波形等效成其他所需波形，如:所需波形等效的PWM波基于“面积等效原理”6.110PWM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

5、的PWM逆变电路几乎都是电压型电路6.211计算法和调制法调制法把希望输出的波形作调制信号，通过对此信号波的调制得到所期望的PWM波采用等腰三角波或锯齿波作为载波等腰三角波应用最多，因其任一点的水平宽度和高度成线性关系且左右对称载波与平缓变化的调制信号相交，在交点时刻控制器件通断，就得到宽度正比于信号波幅值的脉冲，符合PWM的要求调制信号波为正弦波时，得到的就是SPWM波；调制信号是其他所需波形时，也能得到等效的PWM波6.2.1根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计算PWM波各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变电路开关器件的通断，就可得到所需PWM波形本法较繁琐，当输出正弦波的频率

6、、幅值或相位变化时，结果都要变化计算法结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明图6-4单相桥式PWM逆变电路工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补控制规律：以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于UdV4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0负载电流为负的区间，V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=UdV4关断V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0uo总可得到Ud和零两种电平uo负半周，让V2保持

7、通，V1保持断，V3和V4交替通断，uo可得-Ud和零两种电平计算法和调制法6.2.1ur正半周，V1保持通，V2保持断当ur>uc时使V4通，V3断，uo=Ud当ur