SPWM技術(shù)簡介課件

1、SPWM技術(shù)簡介一.SPWM逆變器的工作原理SPWM逆變器:其期望輸出電壓波形為正弦波的逆變器.就目前的技術(shù)而言,還不能制造出功率大、體積小、輸出波形如同正弦波發(fā)生器那樣標(biāo)準(zhǔn)的可變頻變壓的逆變器.目前所采用的一種基于等效原理的易實(shí)現(xiàn)的方法:就是使逆變器的輸出波形為一系列與正弦波等效的等幅不等寬的矩形脈沖波形.等效的原則:每一等分區(qū)間內(nèi)正弦波的面積與矩形波的面積相等,具體等效方法如右圖示.二.單、雙極性SPWM技術(shù)1.單極性SPWM技術(shù)Fig4單相單極性SPWM逆變電路rv驅(qū)動(dòng)信號生成電路-1+-cv三角波正弦波-1+-+-AB11,TVg22,TVg44,TVg33,TVgAVAVBVBV+S

2、PWM逆變器的工作原理單極性調(diào)制的工作原理及工作特點(diǎn)(1) 工作原理(以A相為例結(jié)合下圖講解)在正半周內(nèi),A相的VT1反復(fù)通斷.當(dāng)參考電壓Var大于三角波電壓Vc時(shí),相應(yīng)比較器的輸出電壓Vda為“正”電平,反之則產(chǎn)生“零”電平.負(fù)半周用同樣的方法調(diào)制后在倒相而成.在負(fù)半周內(nèi),A相的VT4反復(fù)通斷.B、C兩相只是相位上分別相差120O(2) 工作特點(diǎn)采用單極性控制時(shí),在正弦波的半個(gè)周期內(nèi)每相只有一個(gè)開關(guān)器件開通或關(guān)斷.也就是在正弦波的正半周內(nèi)逆變橋同一橋臂上的上半橋臂上的開關(guān)管(如VT1)按脈沖序列的規(guī)律時(shí)通時(shí)斷地工作,而下半橋臂上的開關(guān)管(如VT4)完全截止;在負(fù)半周內(nèi),兩個(gè)器件的工作情況則正

3、好相反.流經(jīng)負(fù)載Z的便是正,負(fù)交替交變電流.2.雙極性SPWM技術(shù)(1)工作原理(2)工作特點(diǎn)雙極性調(diào)制時(shí),逆變器同一橋臂上、下兩個(gè)開關(guān)器件交替通斷,處于互補(bǔ)工作方式.(例如A相VT1和VT4交替通斷,當(dāng)VarVc時(shí), VT1導(dǎo)通,Vao=+Vd/2;反之,當(dāng)VarVc時(shí), VT4導(dǎo)通, Vao=-Vd/2.類似地, B相VT3和VT6交替通斷; C相VT5和VT2交替通斷.)相電壓為在+Vd/2和-Vd/2之間跳變的脈沖波.線電壓為幅值為+Vd和-Vd的脈沖波,與單極性調(diào)制時(shí)相同.三.同步調(diào)制和異步調(diào)制載波比(N):載波頻率fc與調(diào)制波頻率fr之比,即N= fc / fr視載波比的變化與否有

4、同步調(diào)制和異步調(diào)制之分.1.同步調(diào)制(N為常數(shù))2.異步調(diào)制(N不為常數(shù))3.分段同步調(diào)制四.SPWM的數(shù)字采樣法(SPWM波形的軟件生成法)根據(jù)SPWM逆變器的工作原理,當(dāng)載波比為N時(shí),在逆變器輸出的一個(gè)周期內(nèi),正弦調(diào)制波與三角載波應(yīng)有2N個(gè)交點(diǎn).即三角載波變化一個(gè)周期內(nèi),它與正弦波相交兩次,相應(yīng)的逆變器功率器件通斷各一次.要準(zhǔn)確生成這樣的SPWM波形,就得盡量精確計(jì)算功率器件的導(dǎo)通時(shí)刻和關(guān)斷時(shí)刻.功率器件導(dǎo)通的區(qū)間就是脈沖寬度;其關(guān)斷區(qū)間就是脈沖的間隙時(shí)間. 表格法(ROM法) SPWM 隨時(shí)計(jì)算法(RAM法) 波形的軟件生成法 等效面積法 實(shí)時(shí)計(jì)算法 自然采樣法 規(guī)則采樣法(對稱 和不對稱規(guī)則 采樣法)1.自然采樣法2.規(guī)則采樣法(1)在三角載波每一周期的正峰值找到正弦調(diào)制波上的對應(yīng)點(diǎn).由于采樣水平線與三角載波的交點(diǎn)位于同一側(cè),因此脈沖寬度明顯減小,易造成控制誤差.2.規(guī)則采樣法(2)在三角載波每一周期的負(fù)峰