电力电子pwm控制技术.ppt

《电力电子技术》电子教案
第6章 PWM控制技术
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第6章 PWM控制技术
引言
PWM控制的基本原理
PWM逆变电路及其控制方法
计算法和调制法
异步调制和同步调制
规则采样法
PWM逆变电路的谐波分析
提高直流电压利用率和减少开关次数
PWM逆变电路的多重化
PWM跟踪控制技术 滞环比较方式 三角波比较方式
PWM整流电路及其控制方法
PWM整流电路的工作原理
PWM整流电路的控制方法
本章小结
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引言
PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，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3、4章已涉及这方面内容
第3章：直流斩波电路采用
第4章有两处： ，
本章内容
PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位
本章主要以逆变电路为控制对象来介绍PWM控制技术
也介绍PWM整流电路
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PWM控制的基本原理
理论基础
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
冲量指窄脉冲的面积
效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同
低频段非常接近，仅在高频段略有差异
图6-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
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PWM控制的基本原理
一个实例
图6-2a的电路
电路输入：u(t)，窄脉冲，如图6-1a、b、c、d所示
电路输出：i(t)，图6-2b
面积等效原理
图6-2 冲量相同的
各种窄脉冲的响应波形
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PWM控制的基本原理
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波
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
用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等
宽度按正弦规律变化
图6-3 用PWM波代替正弦半波
SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形
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
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PWM控制的基本原理
等幅PWM波和不等幅PWM波
由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波
如直流斩波电路及本章主要介绍的PWM逆变电路，
输入电源是交流，得到不等幅PWM波
，
基于面积等效原理进行控制，本质是相同的
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PWM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波形可等效的各种波形
直流斩波电路：等效直流波形
SPWM波：等效正弦波形
还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制相同，也基于等效面积原理
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PWM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
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计算法和调制法
计算法
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
繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要变化
调制法
输出波形作调制信号，进行调制得到期望的PWM波
通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波
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
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