第6篇62脉冲宽调制技术.pptx

16.2脉冲宽度调制技术脉冲宽度调制技术6.2.1 正弦正弦PWMn三相桥式逆变器正弦PWM的工作原理如图示。图中频率为图中频率为fc的的等腰三角载波与等腰三角载波与频率为频率为f的正弦调的正弦调制波相比较，两制波相比较，两者的交点确定电者的交点确定电力电子器件的开力电子器件的开关时刻。关时刻。2PWM逆变器的线电压和相电压波形逆变器的线电压和相电压波形 a)线电压线电压 b)相电压相电压3调制指数调制指数m定义为定义为 n式中，式中，VP为调制波的峰值；为调制波的峰值；VT为载波的峰值。为载波的峰值。n理想情况下，理想情况下，m可以从可以从0变化到变化到1，并且调制波，并且调制波与输出波形之间将保持着线性关系。与输出波形之间将保持着线性关系。n逆变器基本上可以看作是一个线性放大器，其逆变器基本上可以看作是一个线性放大器，其增益增益G为为4载波频率的影响：载波频率的影响：n高的载波频率高的载波频率(与开关频率相同与开关频率相同)将使逆变器的将使逆变器的开关损耗增加，但会减少电机的谐波损耗。开关损耗增加，但会减少电机的谐波损耗。n最优的载波频率选择应使系统的总损耗最小。最优的载波频率选择应使系统的总损耗最小。nPWM开关频率的一个重要的影响是当逆变器开关频率的一个重要的影响是当逆变器向电机提供功率时由于磁致效应而产生的噪声向电机提供功率时由于磁致效应而产生的噪声(也称为磁噪声也称为磁噪声)。n这种噪声可以通过随机地改变这种噪声可以通过随机地改变PWM开关频率开关频率而减轻而减轻(随机随机SPWM)，通过把开关频率增加到，通过把开关频率增加到高于音频范围，也可以把这种噪声完全地消除。高于音频范围，也可以把这种噪声完全地消除。51.过调制区操作过调制区操作 n当调制指数当调制指数m接近于接近于1时，在正、负半周期时，在正、负半周期中间位置附近的凹口中间位置附近的凹口和脉冲将趋于消失。和脉冲将趋于消失。n为了使器件能有一个为了使器件能有一个完整的开关操作，应完整的开关操作，应保持一个最小的凹口保持一个最小的凹口和脉冲宽度。和脉冲宽度。n过调制区的波形如图过调制区的波形如图示示 62.载波与调制波频率的关系载波与调制波频率的关系 n在恒功率区，逆变器以方波模式工作从而可以获得最在恒功率区，逆变器以方波模式工作从而可以获得最大电压。大电压。n在恒转矩区，逆变器输出电压可以采用在恒转矩区，逆变器输出电压可以采用PWM控制。控制。通常希望逆变器工作时载波与调制波频率比通常希望逆变器工作时载波与调制波频率比P为一整为一整数，即在整个工作范围内调制波与载波保持同步。数，即在整个工作范围内调制波与载波保持同步。73.死区时间效应及补偿 n电压源型逆变器的一个电压源型逆变器的一个基本控制原则是要导通基本控制原则是要导通的器件应滞后于要关断的器件应滞后于要关断的器件一个死区时间的器件一个死区时间(典典型值为几个微秒型值为几个微秒)以防止以防止桥臂的直通。桥臂的直通。n这是因为器件的导通是这是因为器件的导通是非常快的，而相对来说非常快的，而相对来说关断是比较慢的。死区关断是比较慢的。死区效应会导致输出电压的效应会导致输出电压的畸变并减小其幅值畸变并减小其幅值。n半桥逆变器死区效应的半桥逆变器死区效应的波形如图示。波形如图示。8输出相电压波形的死去效应输出相电压波形的死去效应95.5.2 特定谐波消除特定谐波消除PWM(SHEPWM)n特定谐波消除特定谐波消除PWM的相电压波形如图示的相电压波形如图示10消除5次和7次谐波凹槽 角与基波输出电压的关系 115.5.3 最小纹波电流最小纹波电流PWMn电机中谐波损耗是由纹波电流的有效值确定的，电机中谐波损耗是由纹波电流的有效值确定的，因此，应该减小的是纹波电流有效值而不是某因此，应该减小的是纹波电流有效值而不是某些个别的谐波。纹波电流有效值可以表示如下：些个别的谐波。纹波电流有效值可以表示如下：对于一个确定的基波幅值，通过计算机程序对对于一个确定的基波幅值，通过计算机程序对角角迭代运算可以求出最小化的纹波电流有效值。迭代运算可以求出最小化的纹波电流有效值。