變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)共107張幻燈片

1、變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制(PWM技術(shù)本節(jié)提要問題的提出正弦波脈寬調(diào)制(SPWM技術(shù)消除指定次數(shù)諧波的 PWM(SHEPWM控制技術(shù)電流滯環(huán)跟蹤PWM( CHBPWM)控制技術(shù)電壓空間矢量 PWM(SVPWM控制技術(shù)(或稱磁鏈跟蹤控制技術(shù))問題的提出早期的交-直交變壓變頻器所輸出的交流波形都是六拍階梯波(對(duì)于電壓型逆變器)或矩形波(對(duì)于電流型逆變器),這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)逆變器只能采用半控式的晶閘其關(guān)斷的不可控性和較低的開關(guān)頻率導(dǎo)致逆變器的輸出波形不可能近似按正弦波變化,從而

2、會(huì)有較大的低次諧波,使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩存在脈動(dòng)分量,影響其穩(wěn)態(tài)工作性能,在低速運(yùn)行時(shí)更為明顯。初中體育教學(xué)由于學(xué)校和教師對(duì)體育學(xué)科的重視程度不高，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容中存在一些明顯落后、不能滿足學(xué)生的體育需求的內(nèi)容，這使教學(xué)效果沒有達(dá)到理想效果。近幾年，國(guó)家提出了中學(xué)體育教學(xué)改革，重視青少年的身心發(fā)展。而體育教學(xué)的改革首先需要從教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性的改革和研究，從改革中不斷找到適合當(dāng)代學(xué)生所需要的體育教學(xué)內(nèi)容。為此，本課題教學(xué)內(nèi)容的研究是根據(jù)教學(xué)大綱和新課程標(biāo)準(zhǔn)為前提，以中學(xué)生為觀察對(duì)象，從實(shí)踐中找到改革的方法，對(duì)初中體育教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行一些改進(jìn)的嘗試。 一、研究方法 初中體育教學(xué)內(nèi)容改革主要針對(duì)中學(xué)進(jìn)行開展，

3、以初一年級(jí)學(xué)生為研究對(duì)象，進(jìn)行了長(zhǎng)期的體育改革實(shí)施和觀察，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容。研究方法主要分為兩種，教學(xué)內(nèi)容改革開展之前，以文獻(xiàn)資料法找到一些國(guó)內(nèi)和國(guó)外在中學(xué)體育教學(xué)內(nèi)容改革過程中運(yùn)用的模式和案例，了解當(dāng)前體育教學(xué)內(nèi)容和模式中存在的問題，為研究初中體育教學(xué)內(nèi)容打下基礎(chǔ)。根據(jù)學(xué)生在改革過程中的表現(xiàn)和適應(yīng)程度進(jìn)行判定改革的有效程度，同時(shí)針對(duì)學(xué)生對(duì)體育改革后的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行問卷調(diào)查和訪談，針對(duì)學(xué)生的回答情況進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，找到改革實(shí)施過程中存在的一些問題和優(yōu)點(diǎn)，以數(shù)據(jù)的形式不斷研究和改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容。 二、分析與討論 （一）體育教學(xué)現(xiàn)狀 中學(xué)體育不同于其他公共課程，它具有一定的特殊性，可以充分鍛煉學(xué)生的心理素質(zhì)和

4、身體素質(zhì)。但是由于學(xué)校和教師對(duì)體育學(xué)科的重視程度不高，導(dǎo)致學(xué)生在課堂中出現(xiàn)懶散、積極性不高的狀態(tài)。同時(shí)，中學(xué)體育的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式在教學(xué)發(fā)展過程中變化不大，教師的教學(xué)觀念普遍沒有得到有效的轉(zhuǎn)變。在以往的教學(xué)模式下，體育學(xué)科的優(yōu)點(diǎn)和價(jià)值沒有得到體現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容在實(shí)際教學(xué)過程中可操作性并不強(qiáng)，內(nèi)容過于陳舊，不符合當(dāng)代學(xué)生對(duì)體育的需求。然而教師過于注重教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有厭煩心理在學(xué)習(xí)中存在差異性，導(dǎo)致學(xué)生的體育水平?jīng)]有得到提高，反而使得學(xué)生對(duì)體育的興趣降低。同時(shí)教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定教學(xué)計(jì)劃，往往過于注重是否加強(qiáng)學(xué)生的身體素質(zhì)，忽略了對(duì)學(xué)生普及正確的運(yùn)動(dòng)知識(shí)和體育健康知識(shí)，使學(xué)生沒有正確的體

5、育習(xí)慣，導(dǎo)致學(xué)生在運(yùn)動(dòng)過程中容易受傷。 （二）體育改革的依據(jù) 從體育學(xué)科作為中學(xué)的學(xué)科開始，國(guó)家頒布了六套體育教學(xué)大綱，這些教學(xué)大綱對(duì)體育教學(xué)發(fā)展、提高學(xué)生的體育水平和體育素質(zhì)都有重大影響，推動(dòng)了我國(guó)初中體育教學(xué)發(fā)展。但是，根據(jù)目前我國(guó)初中體育教學(xué)現(xiàn)狀，地區(qū)、學(xué)校之間在教學(xué)大綱的引導(dǎo)下都存在很大的差異性，學(xué)生所處的教學(xué)環(huán)境和生活環(huán)境的不同，導(dǎo)致學(xué)生的體育愛好、身體素質(zhì)、體育需求都有很大的差異性，而這些教學(xué)過程中存在的問題都迫使初中體育教學(xué)改革。國(guó)家根據(jù)教學(xué)現(xiàn)狀提出了課程改革的標(biāo)準(zhǔn)，為初中體育教學(xué)改革指出了方向，讓學(xué)校根據(jù)自身的特點(diǎn)進(jìn)行體育教學(xué)改革。同時(shí)課程改革的提出又提高學(xué)校、教師對(duì)體育教學(xué)改

6、革的積極性，促進(jìn)體育教學(xué)改革發(fā)展。在全國(guó)初中體育教學(xué)改革背景下，我們也要根據(jù)課程改革標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行體育教學(xué)研究，找到適合教學(xué)實(shí)際情況的改革方法。 （三）教學(xué)改革方法 在新課程改革的背景下，以專家和學(xué)生的意見為主，根據(jù)體育教材和學(xué)校的體育教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行課程改革，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新地規(guī)劃，根據(jù)新的教學(xué)內(nèi)容制定教學(xué)計(jì)劃，嘗試新的教學(xué)。以學(xué)生的課程安排和對(duì)體育的喜好和需求，將學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容增加到40個(gè)學(xué)時(shí)，分為四個(gè)板塊，第一板塊為20個(gè)學(xué)時(shí)，主要是安排基礎(chǔ)性強(qiáng)、操作性高的體育項(xiàng)目，學(xué)生可以根據(jù)自己的喜歡自由選擇，不單單是鍛煉學(xué)生在體育方面的基礎(chǔ)技能，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)體育的學(xué)習(xí)興趣。通過學(xué)習(xí)和組織一些簡(jiǎn)單的體育活

7、動(dòng)，幫助學(xué)生掌握到學(xué)習(xí)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的體育潛能，提升學(xué)生的體育水平。第二是10個(gè)學(xué)時(shí)，安排一些特殊的體育項(xiàng)目，比如?f游泳技能，利用少練習(xí)、難度低的教學(xué)內(nèi)容幫助學(xué)生掌握到一些求生的體育技能，同時(shí)在難度低的情況下學(xué)生可以在課上進(jìn)行反復(fù)地練習(xí)，達(dá)到教學(xué)的理想效果。第三塊主要為理論知識(shí)，教師可以在課堂上為學(xué)生普及一些難度比較高、具有表演性質(zhì)的體育項(xiàng)目，比如說體操、標(biāo)槍等，這不僅僅擴(kuò)大學(xué)生的體育知識(shí)面，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第四板塊主要是健康專欄，教師在課堂中講解體育活動(dòng)中的體育習(xí)慣和安全措施，培養(yǎng)學(xué)生的體育健康意識(shí)，減少學(xué)生在運(yùn)動(dòng)過程中的受傷程度。 （四）調(diào)整教學(xué)體制 以往的教學(xué)體制沒有有效地提高

8、教師的教學(xué)效率和學(xué)生的體育水平，重新調(diào)整體育教學(xué)體制，可以更好地改善以往的以運(yùn)動(dòng)技能為體育教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)觀念，建立起以健康為主、培養(yǎng)正確的體育習(xí)慣、教學(xué)個(gè)性化的教學(xué)內(nèi)容體系。 三、結(jié)語 中學(xué)體育教學(xué)改革的核心是教學(xué)內(nèi)容的改革，教學(xué)內(nèi)容改革可以更好地促進(jìn)體育教學(xué)的發(fā)展，通過觀察了解當(dāng)代學(xué)生的身體素質(zhì)和體育需求，在初步實(shí)施過程中重新調(diào)整體育教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體制，進(jìn)行體育教學(xué)改革。雖然體育教學(xué)改革開始初步實(shí)施，但是體育教學(xué)改革還需要不斷地進(jìn)行探索和發(fā)展，在實(shí)施過程中只有不斷改進(jìn)教學(xué)體制和教學(xué)內(nèi)容，才能改善目前的教學(xué)現(xiàn)狀，提高初中體育教學(xué)質(zhì)量。 在實(shí)施創(chuàng)新教育教學(xué)中轉(zhuǎn)變教師思想觀念是關(guān)鍵，教師要與陳舊的

9、“三中心”決裂，樹立學(xué)生才是課堂主人的思想，同時(shí)要認(rèn)識(shí)到模式不是僵死的套子，堅(jiān)持“以學(xué)定教，以學(xué)定法，教無定法”的教學(xué)原則，始終把學(xué)生良好的行為習(xí)慣培養(yǎng)，動(dòng)手、動(dòng)腦、靈活運(yùn)用知識(shí)能力的培養(yǎng)放在教學(xué)的前位。 一、自學(xué)質(zhì)疑 “讀書無疑者須教有疑；有疑者，卻無要疑。學(xué)到此時(shí)方是進(jìn)步?！弊寣W(xué)生自學(xué)質(zhì)疑是體現(xiàn)學(xué)生主體地位和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力的必要方法之一。學(xué)生在這一過程中可以根據(jù)自己掌握的知識(shí)去選擇、去感悟，并提出問題。但由于年齡特征，學(xué)科或教材特點(diǎn)的不同，教師要進(jìn)行必要的自學(xué)引導(dǎo)和有效的思維點(diǎn)撥，對(duì)學(xué)生的質(zhì)疑要充分地肯定，以維護(hù)其自尊心與自人信心。教師首先要肯定學(xué)生的提問，然后讓學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)交流，結(jié)

10、合上下文，以及其他學(xué)科知識(shí)理解，盡量讓學(xué)生在互學(xué)、互教、互議中自己解決問題，盡管不是很正確，化費(fèi)的時(shí)間更長(zhǎng)，但比教師直接告之以標(biāo)準(zhǔn)答案有價(jià)值。 二、問題篩選 學(xué)生在自學(xué)預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上會(huì)提出五花八門的甚至教師意想不到的問題。教師就要從學(xué)生的問題中找到突破口和學(xué)生一起共同歸納、綜合、篩選出有共性，最符合教材要求，最富有求異、創(chuàng)新的問題來進(jìn)行探討。捕捉即逝的智慧火花，激勵(lì)他們的學(xué)習(xí)興趣，啟迪他們的思維達(dá)到開發(fā)潛能的目的。篩選問題的過程是學(xué)生多思善疑的過程，是學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)，遷移能力培養(yǎng)的過程。教師在這個(gè)過程中要了解學(xué)生的需要，引導(dǎo)學(xué)生去思考、去作知識(shí)歸納綜合，如果這一步處理得當(dāng)，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

11、就得到充分調(diào)動(dòng)，新知識(shí)和重點(diǎn)，難點(diǎn)也能較好得到解決。 三、合作交流 在教學(xué)中教師要采用符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，借助各種教學(xué)手段，不斷激發(fā)他們的求知欲，其中很重要的一點(diǎn)是要給學(xué)生留有查找資料、思考、討論、交流的時(shí)間?！叭怂既缬咳?，浚之愈新”。學(xué)生帶著自己渴求解答的問題去探尋、討論，加上教師的激勵(lì)和鼓舞，他們的好奇心，成功欲就能得以極大的滿足，被動(dòng)地接受就會(huì)變成被動(dòng)的探求；獨(dú)立思考加上團(tuán)隊(duì)的合作交流，就能使許多問題迎刃而解。但教師要注意克服易犯的老毛病，為了完成計(jì)劃趕進(jìn)度，使合作交流于形式，教師只抽幾個(gè)優(yōu)秀學(xué)生來回每件事問題就草草結(jié)束，而讓許多學(xué)生失去思考的機(jī)會(huì)；怕打亂課堂秩序，不

12、敢放手讓學(xué)生討論；忽視了集體的智慧和“全體”二字，使問題不能真正理解；教師作為旁觀者，沒有深入到學(xué)生中去，針對(duì)學(xué)生討論中的問題啟發(fā)、誘導(dǎo)，沒能抓住學(xué)生“盲點(diǎn)”于無疑處生疑?？傊?，這一步是學(xué)生在開放、民主、自主、愉悅的氣氛中?馳思維、各抒己見、感悟知識(shí)，共同探究的一步。 四、反饋歸納 學(xué)生在自學(xué)、討論、交流的過程中反饋出來的問題，教師要根據(jù)教材內(nèi)容要求和教材的重點(diǎn)、難點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)撥、解感和歸納。學(xué)生的疑難教師要充分了解其性質(zhì)。類別，同時(shí)要考慮是當(dāng)堂解決還是課后解決，是個(gè)別輔導(dǎo)還是集體解答，是讓學(xué)生幫助解決，還是教師解決以及解決的思路，教師根據(jù)實(shí)際應(yīng)采用各種指導(dǎo)方式調(diào)動(dòng)已學(xué)知識(shí)，啟發(fā)學(xué)生舉一反三，

13、把問題分解，由表及里，由淺入深解難，或啟迪學(xué)生轉(zhuǎn)換思維角度去解疑。這一步是調(diào)動(dòng)師生積極性，將新舊知識(shí)串聯(lián)，重新組合提示主題的過程。教師的水平得以充分展示，學(xué)生思維訓(xùn)練，知識(shí)遷移和組合，也得以培養(yǎng)和訓(xùn)練。 五、深化創(chuàng)新 在解決了學(xué)生疑難之后，教師或?qū)W生要對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深化小結(jié)，這也是課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是創(chuàng)新學(xué)習(xí)的點(diǎn)晴之處，由學(xué)生將所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化、條理化、或提出未解決問題，或是學(xué)生新的思路?教師在學(xué)生的基礎(chǔ)作進(jìn)一步高度概括，使之綱領(lǐng)分明，重點(diǎn)突出，幫助記憶，綜合和掌握。教師在總結(jié)之時(shí)要注意知識(shí)的深化。提出新的學(xué)習(xí)新的學(xué)習(xí)目標(biāo)，給學(xué)生再造一個(gè)新的思維空間，放手讓學(xué)生自行歸納、總結(jié)，使他們?cè)诳偨Y(jié)

14、中對(duì)本堂內(nèi)容進(jìn)行即時(shí)記憶。變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制(PWM技術(shù)本節(jié)提要問題的提出正弦波脈寬調(diào)制(SPWM技術(shù)消除指定次數(shù)諧波的 PWM(SHEPWM控制技術(shù)電流滯環(huán)跟蹤PWM( CHBPWM)控制技術(shù)電壓空間矢量 PWM(SVPWM控制技術(shù)(或稱磁鏈跟蹤控制技術(shù))問題的提出早期的交-直交變壓變頻器所輸出的交流波形都是六拍階梯波(對(duì)于電壓型逆變器)或矩形波(對(duì)于電流型逆變器),這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)逆變器只能采用半控式的晶閘其關(guān)斷的不可控性和較低的開關(guān)頻率導(dǎo)致逆變器的輸出波形不可能近似按正弦波變化,從而會(huì)有較大的低次諧波,使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩存在脈動(dòng)分量,影響其穩(wěn)態(tài)工作性能,在低速運(yùn)行時(shí)更為明顯。六拍逆變器

15、主電路結(jié)構(gòu)VDVDVDVDVDVTVTVT2VTVT6一主電路開關(guān)器件VD1VD一續(xù)流二極管六拍逆變器的諧波代表性的高次諧波=5次7次VAM(7)pamonn=11次VPAMGD)=VPAMCIPAM方式n=13次AM(13- VaNCEn=7次VwMn0.3Vrwx9脈沖n=11次VpwM0.3vnwt(B)0.8E17次0.4Vp9脈沖PWM方式n=19次Vw(1y0.vrwM為了改善交流電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能,在出現(xiàn)了全控式電力電子開關(guān)器件之后,科技工作者在20世紀(jì)80年代開發(fā)了應(yīng)用PWM技術(shù)的逆變器。由于它的優(yōu)良技術(shù)性能,當(dāng)今國(guó)內(nèi)外各廠商生產(chǎn)的變壓變頻器都已采用這種技術(shù),只有在全

16、控器件尚未能及的特大容量時(shí)才屬例外341正弦波脈寬調(diào)制(SPWM技術(shù)1.PWM調(diào)制原理以正弦波作為逆變器輸出的期望波形,以頻率比期望波高得多的等腰三角波作為載波( Carrier wave),并用頻率和期望波相同的正弦波作為調(diào)制波( Modulation wave),當(dāng)調(diào)制波與載波相交時(shí),由它們的交點(diǎn)確定逆變器開關(guān)器件的通斷時(shí)刻,從而獲得在正弦調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi)呈兩邊窄中間寬的一系列等幅不等寬的矩形波圖3-18PWM調(diào)制原理按照波形面積相等的原則,每一個(gè)矩形波的面積與相應(yīng)位置的正弦波面積相等,因而這個(gè)序列的矩形波與期望的正弦波等效。這種調(diào)制方法稱作正弦波脈寬調(diào)制( Sinusoidal pulse width modulation,簡(jiǎn)稱SPWM),這種序列的矩形波稱作SPWM波2.SPW