北京交通大學(xué)電力電子技術(shù)第六章無源逆變

第6章無源逆變電路1/12/2023

1北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院概述無源逆變直流交流（向負(fù)載直接供電）無源逆變電路簡稱逆變電路逆變與變頻逆變電路經(jīng)常與變頻的概念聯(lián)系在一起變頻電路：交交變頻和交直交變頻兩種交直交變頻由交直變換和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變1/12/2023

2北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院無源逆變技術(shù)的應(yīng)用直流電源如蓄電池、干電池和太陽能電池逆變電路交流負(fù)載供電1/12/2023

3北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院交流電源：如列車照明、感應(yīng)加熱電源、電解電鍍電源、不停電電源（UPS）、高頻焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器和航空電源等。無源逆變技術(shù)的應(yīng)用交流調(diào)速系統(tǒng)：如鐵道牽引、大型工礦機(jī)車、城市有軌交通（地鐵和輕軌車）、重型電傳動汽車和礦井提升設(shè)備等。RO1BrakeControl+24VBrakeResistor1/12/2023

4北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院逆變器的基本類型按電路結(jié)構(gòu)分類橋式零式按輸出相數(shù)分類單相多相按器件分類半控型全控型按調(diào)制方法分類PWMPAM方波、階梯波按導(dǎo)通的角度分類180120按強(qiáng)迫換流的特點(diǎn)諧振型并聯(lián)電容型等1/12/2023

5北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院逆變器的基本類型（續(xù)）按直流側(cè)電源的性質(zhì)分類（常用此分類）電壓型逆變器電流型逆變器直流側(cè)電源為準(zhǔn)恒壓源直流側(cè)電源為準(zhǔn)恒流源1/12/2023

6北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院本章內(nèi)容6.1無源逆變電路的原理6.3三相逆變器工作原理6.4

PWM技術(shù)6.5其它PWM控制方法6.6多重化技術(shù)6.7三電平逆變器的原理1/12/2023

7北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院6.1無源逆變電路的原理一、單相半橋逆變電路1、電路結(jié)構(gòu)2、工作原理/波形分析T1導(dǎo)通、T2截止：Uan=Ud/2T1截止、T2導(dǎo)通：Uan=-Ud/2T1、T2輪流導(dǎo)通，使直流交流改變T1、T2的切換頻率，便可改變輸出交流電的頻率。1/12/2023

8北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院一、單相半橋逆變電路（續(xù)）3、基本關(guān)系輸出電壓有效值輸出電壓表達(dá)式基波電壓有效值電感負(fù)載電流峰值R-L負(fù)載電流基波分量1/12/2023

9北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院二、單相全橋逆變電路1、電路結(jié)構(gòu)2、工作原理/波形分析與全橋逆變電路相同T1、T4導(dǎo)通、T2、T3截止：Uan=UdT1、T4截止、T2、T3導(dǎo)通：Uan=-Ud1/12/2023

10北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院二、單相全橋逆變電路（續(xù)）3、基本關(guān)系輸出電壓表達(dá)式基波電壓有效值電感負(fù)載電流峰值R-L負(fù)載電流其中1/12/2023

11北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院三、單相推挽式逆變電路1、電路結(jié)構(gòu)2、工作原理T1導(dǎo)通、T2截止：Uo=-Ud/KT1截止、T2導(dǎo)通：Uo=Ud/K3、基本關(guān)系與橋式電路相同1/12/2023

12北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院四、三種單相逆變電路比較1、單相全橋逆變電路在單相逆變電路中，全橋逆變電路應(yīng)用最多。2、單相半橋逆變電路結(jié)構(gòu)簡單，所用器件比全橋電路少一半。但輸出交流電壓幅值低，且直流側(cè)需要兩個電容串聯(lián)，工作時需要控制兩個電容器電壓的均衡。應(yīng)用場合：常用于幾KW以下的小功率逆變電源。3、單相推挽式逆變電路所用器件比全橋電路少一半，但器件承受的電壓比全橋電路高出一倍，而且必須有變壓器，低頻使用受限制。1/12/2023

13北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院本章內(nèi)容6.1無源逆變電路的原理6.3三相逆變器工作原理6.4

PWM技術(shù)6.5其它PWM控制方法6.6多重化技術(shù)6.7三電平逆變器的原理1/12/2023

14北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院6.3

三相逆變器工作原理一、三相電壓型逆變器工作原理電路結(jié)構(gòu)根據(jù)各管導(dǎo)通時間分：180導(dǎo)通型120導(dǎo)通型負(fù)載連接方式

Δ型連接

Y型連接1/12/2023

15北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（一）1800導(dǎo)電型工作原理分析1、電壓波形相電壓波形線電壓波形1/12/2023

16北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（一）1800導(dǎo)電型工作原理分析（續(xù)）2、各階段的等值電路及電壓值1/12/2023

17北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（一）1800導(dǎo)電型工作原理分析（續(xù)）3、電壓表達(dá)式相電壓表達(dá)式線電壓表達(dá)式1/12/2023

18北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（一）1800導(dǎo)電型工作原理分析（續(xù)）3、電壓表達(dá)式（續(xù)）相電壓有效值線電壓有效值1/12/2023

19北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（一）1800導(dǎo)電型工作原理分析（續(xù)）4、感性負(fù)載電流負(fù)載電流滯后角小于60（a）A相電壓波形Uan（b）A相電流波形ia（c）T1的電流波形iT1（d）D4的電流波形iD4（e）直流輸入電流id1/12/2023

20北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（一）1800導(dǎo)電型工作原理分析（續(xù)）4、感性負(fù)載情況（續(xù)）負(fù)載電流滯后角

大于601/12/2023

21北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（一）1800導(dǎo)電型工作原理分析（續(xù)）感性負(fù)載下逆變器中可能有三種電流：功率電流它通過兩個或三個逆變管，將能量從直流電源送到負(fù)載。環(huán)路電流它在逆變器內(nèi)部經(jīng)過一個逆變管和一個反饋二極管，形成環(huán)流，但此環(huán)流不經(jīng)過電源。反饋電流它通過兩個反饋二極管將負(fù)載的能量反饋到直流電源中去。1/12/2023

22北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（二）1200導(dǎo)電型工作原理分析1、電壓波形相電壓波形線電壓波形1/12/2023

23北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（三）電壓型逆變器有功功率的反饋電動機(jī)負(fù)載工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)時，其發(fā)出的電能通過逆變器電路中的反饋二極管D1~D6回饋到直流側(cè)，使直流側(cè)電壓Ud升高為限制Ud，必需將回饋的電能消耗掉或回饋到電網(wǎng)，具體方案有：通過制動單元消耗掉通過有源逆變橋回饋到電網(wǎng)（見再生方案1）通過脈沖整流器回饋到電網(wǎng)（見再生方案2）1/12/2023

24北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（三）逆變器有功功率的反饋（續(xù)）再生方案1功率因數(shù)低諧波電流大通過有源逆變器將再生能量反饋給電網(wǎng)1/12/2023

25北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（三）逆變器有功功率的反饋（續(xù)）再生方案2功率因數(shù)高（接近于1）諧波電流小通過脈沖變流器將再生能量反饋給電網(wǎng)1/12/2023

26北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院二、三相電流型逆變器工作原理1、電路結(jié)構(gòu)：逆變器的供電電源為電流源1/12/2023

27北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院二、三相電流型逆變器工作原理（續(xù)）2、工作原理及主要波形1200導(dǎo)電方式線電流波形(a)負(fù)載Δ型連接時的相電流波形(b)1/12/2023

28北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院二、三相電流型逆變器工作原理（續(xù)）3、線電流表達(dá)式基波電流的幅值為基波電流有效值為線電流的有效值為1/12/2023

29北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院二、三相電流型逆變器工作原理（續(xù)）負(fù)載Δ型連接時的相電流表達(dá)式1/12/2023

30北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院4、電流型逆變器有功功率的反饋：再生方案1將交流電源端的相控整流器控制角后移到>90，使整流器成為有源逆變器，工作在再生狀態(tài)。1/12/2023

31北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院再生方案2通過脈沖變流器將再生能量反饋給電網(wǎng)1/12/2023

32北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院二、三相電流型逆變器工作原理（續(xù)）5、特點(diǎn)：由于有大電感抑流，短路的危險性也比電壓型逆變器小得多。電路對功率器件關(guān)斷時間（即功率器件快速性）的要求比電壓型逆變器的要求低，電路相對電壓型也比較簡單，造價略低。不需要增設(shè)反并聯(lián)的再生變流裝置。電感重量、體積都很大，實(shí)際使用不如電壓型逆變器廣泛。1/12/2023

33北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院本章內(nèi)容6.1無源逆變電路的原理6.3三相逆變器工作原理6.4

PWM技術(shù)6.5其它PWM控制方法6.6多重化技術(shù)6.7三電平逆變器的原理1/12/2023

34北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院6.4PWM技術(shù)方波控制逆變器的問題本身不能調(diào)節(jié)輸出量幅值輸出量中含有大量的5、7、11、13次諧波解決方法采用PWM控制技術(shù)本課程主要討論電壓型PWM逆變器的控制方法1/12/2023

35北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院PWM控制的思想源于通信技術(shù)，全控型器件的發(fā)展使得實(shí)現(xiàn)PWM控制變得十分容易。PWM技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，它使電力電子裝置的性能大大提高，因此它在電力電子技術(shù)的發(fā)展史上占有十分重要的地位。PWM控制技術(shù)正是有賴于在逆變電路中的成功應(yīng)用，才確定了它在電力電子技術(shù)中的重要地位?，F(xiàn)在使用的各種逆變電路都采用了PWM技術(shù)。1/12/2023

36北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院PWM控制的理論基礎(chǔ)方波窄脈沖三角波窄脈沖單位沖擊函數(shù)正弦半波窄脈沖f(t)d

(t)tOa)b)c)d)tOtOtOf(t)f(t)f(t)

形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖沖量指窄脈沖的面積指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同1/12/2023

37北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院PWM控制的基本原理i(t)e(t)實(shí)例以上實(shí)例說明了“面積等效原理”電路輸入：e(t)電路輸出：i(t)1/12/2023

38北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院一、正弦脈寬調(diào)制（SPWM）原理1、目標(biāo)涵數(shù)——正弦電壓使脈沖列的作用效果盡量接近正弦波的作用效果2、基本原理（說明SPWM波與正弦波如何等效問題）

根據(jù)沖量等效（面積等效）原理，用一組幅值相等、寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖列來代替正弦波。按同一比例改變各脈沖的寬度即可改變等效正弦波的幅值。1/12/2023

39北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院如何用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波正弦脈寬調(diào)制（SPWM）原理（續(xù)）1/12/2023

40北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院如何用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波SPWM波若要改變等效輸出正弦波幅值，按同一比例改變各脈沖寬度即可。正弦脈寬調(diào)制（SPWM）原理（續(xù)）1/12/2023

41北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院正弦脈寬調(diào)制（SPWM）原理（續(xù)）3、SPWM的控制方法（說明SPWM波實(shí)現(xiàn)方法問題）離線計算法——根據(jù)輸出正弦波的頻率、幅值和半個周期內(nèi)的脈沖數(shù)計算PWM波各脈沖的寬度和間隔。缺點(diǎn)：計算量大，繁瑣。調(diào)制法——將目標(biāo)涵數(shù)（波形）作為調(diào)制信號，通過對載波的調(diào)制得到PWM波形。一般用等腰三角形波作為載波；根據(jù)輸出電壓波形的極性可分為單極性（或不對稱）調(diào)制和雙極性（或?qū)ΨQ）調(diào)制。1/12/2023

42北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院正弦脈寬調(diào)制（SPWM）原理（續(xù)）單極性調(diào)制參照單相逆變器說明正半周：T1導(dǎo)通，T4交替通斷，T2、T3截止負(fù)半周：T2導(dǎo)通，T3交替通斷，T1、T4截止1/12/2023

43北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院正弦脈寬調(diào)制（SPWM）原理（續(xù)）1/12/2023

44北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院正弦脈寬調(diào)制（SPWM）原理（續(xù)）雙極性調(diào)制同一橋臂上的兩個管子處于互補(bǔ)工作狀態(tài)ur>uc時：T1、T4導(dǎo)通，T2、T3截止，uo=VDur<uc時：T2、T3導(dǎo)通，T1、T4截止，uo=-UD1/12/2023

45北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院正弦脈寬調(diào)制（SPWM）原理（續(xù)）在雙極性PWM控制方式中，同一橋臂的兩個管子是互補(bǔ)工作的。為了防止橋臂直通短路，在給一個管子施加關(guān)斷信號后，再延遲△t時間（亦即通常所說的死區(qū)時間），才給另一個管子施加導(dǎo)通信號。延遲時間的長短主要由管子的關(guān)斷時間決定。這個延遲時間將會給輸出的PWM波形帶來影響，使其偏離正弦波。1/12/2023

46北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院正弦脈寬調(diào)制（SPWM）原理（續(xù)）三相逆變器一般采用雙極性調(diào)制三相電路中公用一個三角波載波uc，且取N為3的整數(shù)倍，使三相輸出對稱。為使正、負(fù)半周對稱，N一般取奇數(shù)。A相控制原理：當(dāng)ura>uc時，上橋臂T1導(dǎo)通，下橋臂T4關(guān)斷，uao=Ud/2；當(dāng)ura<uc時，T4導(dǎo)，T1關(guān)斷，uao=-Ud/2。B相和C相的控制方式和A相相同。三相調(diào)制信號ura、urb和urc的相位依次相差120°。1/12/2023

47北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院二、SPWM波的基波電壓在電壓型逆變器輸出的SPWM電壓波形中對負(fù)載有用的只是基波電壓，諧波電壓在負(fù)載上產(chǎn)生諧波電流，只會給負(fù)載帶來負(fù)面影響，如產(chǎn)生諧波損耗、噪音、脈動轉(zhuǎn)矩。因此基波電壓越大越好。可以證明當(dāng)n

較大時，SPWM電壓波形的基波電壓與調(diào)制信號ur的幅值近視成正比，因此調(diào)節(jié)ur的幅值便可控制基波電壓的幅值。調(diào)節(jié)ur的頻率便可控制基波電壓的頻率。1/12/2023

48北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院三、對脈寬調(diào)制的制約條件1、定義載波頻率fc與調(diào)制波頻率fr之比為載波比N，定義調(diào)制波與載波的幅值之比為調(diào)制比M。2、對脈寬調(diào)制的制約條件（1）器件開關(guān)頻率對N的限制：為了使逆變器的輸出波形盡量接近正弦波，應(yīng)盡可能增大N，但N必須滿足下列條件1/12/2023

49北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院三、對脈寬調(diào)制的制約條件（續(xù)）（2）器件的導(dǎo)通時間ton、關(guān)斷時間toff對M的限制（最小脈寬與最小間歇的限制）：為保證主電路開關(guān)器件的安全工作，必須使調(diào)制成的脈沖波有個最小脈寬與最小間歇的限制，以保證最小脈沖寬度大于開關(guān)器件的導(dǎo)通時間ton，而最小脈沖間歇大于器件的關(guān)斷時間toff。因此對M有限制，M在0~1之間，實(shí)際上小于1。

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50北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院四、同步調(diào)制與異步調(diào)制根據(jù)調(diào)頻過程載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式可分為異步調(diào)制和、同步調(diào)制和分段同步調(diào)制。1、異步調(diào)制——載波信號和調(diào)制信號不同步的調(diào)制方式，通常保持fc固定不變，當(dāng)fr變化時，載波比N是變化的。特點(diǎn)：在信號波的半周期內(nèi)，PWM波的脈沖個數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對稱——波形對稱性差；當(dāng)fr較低時，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小——低頻特性相對較好；當(dāng)fr增高時，N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對稱的影響變大——高頻特性相對較差。1/12/2023

51北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院2、同步調(diào)制——載波信號和調(diào)制信號保持同步的調(diào)制方式，當(dāng)變頻時使載波與信號波保持同步，即N等于常數(shù)。

同步調(diào)制三相PWM波形討論三相電路中公用一個三角波載波，且取N為3的整數(shù)倍，使三相輸出對稱為使一相的PWM波正負(fù)半周鏡對稱，N應(yīng)取奇數(shù)fr很低時，fc也很低，由調(diào)制帶來的諧波不易濾除fr很高時，fc會過高，使開關(guān)器件難以承受同步調(diào)制與異步調(diào)制（續(xù)）1/12/2023

52北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院分段同步調(diào)制方式舉例

3、分段同步調(diào)制——異步調(diào)制和同步調(diào)制的綜合應(yīng)用討論：把整個fr范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內(nèi)保持N恒定，不同頻段的N不同在fr高的頻段采用較低的N，使載波頻率不致過高；在fr低的頻段采用較高的N，使載波頻率不致過低為防止fc在切換點(diǎn)附近來回跳動，采用滯后切換的方法結(jié)論：同步調(diào)制比異步調(diào)制復(fù)雜，但用微機(jī)控制時容易實(shí)現(xiàn)可在低頻輸出時采用異步調(diào)制方式，高頻輸出時切換到同步調(diào)制方式，這樣把兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，和分段同步方式效果接近同步調(diào)制與異步調(diào)制（續(xù)）1/12/2023

53北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院五、SPWM波形生成方式（一）模擬控制生成方式特點(diǎn)：實(shí)時性好，但控制電路復(fù)雜，可靠性差1/12/2023

54北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（二）SPWM的數(shù)字控制生成方式數(shù)字控制生成方式（包括用微機(jī)實(shí)時計算生成或用專用芯片生成）目前最常用的生成方式。特點(diǎn)：控制電路簡單、可靠。用微機(jī)實(shí)時計算生成SPWM控制信號時，關(guān)鍵問題是如何快速、準(zhǔn)確地計算出脈沖寬度。這主要取決于脈沖寬度計算方法。1/12/2023

55北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院脈沖寬度經(jīng)典計算方法介紹1、基本概念自然采樣法：按照正弦調(diào)制波與三角載波的自然交點(diǎn)，采集脈沖前、后沿時刻，生成SPWM波形，叫做自然采樣法。（NaturalSampling）1/12/2023

56北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院脈沖寬度經(jīng)典計算方法介紹（續(xù)）規(guī)則采樣法：按照某種規(guī)則采集脈沖前、后沿時刻，生成SPWM波形，叫做規(guī)則采樣法（RegularSampling）。1/12/2023

57北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院脈沖寬度經(jīng)典計算方法介紹（續(xù)）2、自然采樣法脈寬計算超越方程，求解困難！雖能確切反映正弦脈寬調(diào)制的原始方法，卻不適于微機(jī)實(shí)時控制。1/12/2023

58北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院脈沖寬度經(jīng)典計算方法介紹（續(xù)）3、規(guī)則采樣法II脈寬計算規(guī)則采樣法的實(shí)質(zhì)是用階梯波來代替正弦波，從而簡化了算法，適合微機(jī)實(shí)時控制。1/12/2023

59北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院本章內(nèi)容6.1無源逆變電路的原理6.3三相逆變器工作原理6.4

PWM技術(shù)6.5其它PWM控制方法6.6多重化技術(shù)6.7三電平逆變器的原理1/12/2023

60北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院6.5其它PWM控制方法

一、電流跟蹤控制PWM目標(biāo)涵數(shù)——正弦電流使實(shí)際輸出電流盡量接近正弦參考電流電流跟蹤控制的方法很多，最基本的方法是電流滯環(huán)跟蹤控制，其它方法都是對滯環(huán)跟蹤控制的改進(jìn)1/12/2023

61北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電流跟蹤控制PWM（續(xù)）電流滯環(huán)跟蹤控制的原理設(shè)定參考電流i*環(huán)及環(huán)寬2h將實(shí)際電流i與參考電流i*比較根據(jù)比較結(jié)果控制上、下橋臂

滯環(huán)環(huán)寬1/12/2023

62北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電流跟蹤控制PWM（續(xù)）電流滯環(huán)跟蹤控制的特點(diǎn)屬于閉環(huán)控制（跟蹤型PWM控制的共同特點(diǎn)）控制電路簡單電流響應(yīng)快不用載波，輸出電壓波形中不含特定頻率的諧波電流控制的精度與滯環(huán)比較器的環(huán)寬有關(guān)環(huán)寬大：諧波電流分量大，但開關(guān)頻率低；環(huán)寬?。褐C波電流分量小，但開關(guān)頻率高。開關(guān)頻率不固定1/12/2023

63北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電流跟蹤控制PWM（續(xù)）影響開關(guān)頻率的因素開關(guān)頻率fc與環(huán)寬2h成反比;

負(fù)載電感L越大，fc越??；直流側(cè)電壓VD值越大，fc越大;

參考電流i*的變化率越大，fc越??；負(fù)載反電勢Ea越大，fc越小。1/12/2023

64北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電流跟蹤控制PWM（續(xù)）最大的開關(guān)頻率發(fā)生在Ea=0（電機(jī)堵轉(zhuǎn)）且參考電流i*的變化率為零的時刻，此時

為了在功率器件的允許開關(guān)頻率范圍內(nèi)得到較好的電流波形，派生出了很多種電流跟蹤控制方法，這些控制方法的實(shí)質(zhì)是：使任何時刻實(shí)際開關(guān)頻率盡可能達(dá)到最大設(shè)計值。1/12/2023

65北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電流跟蹤控制PWM（續(xù)）改進(jìn)方法1——變環(huán)寬電流滯環(huán)跟蹤控制根據(jù)參考電流變化率實(shí)時調(diào)整滯環(huán)寬度，使開關(guān)頻率恒定1/12/2023

66北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電流跟蹤控制PWM（續(xù)）改進(jìn)方法2——帶開關(guān)頻率閉環(huán)的電流滯環(huán)跟蹤控制將實(shí)際開關(guān)頻率與參考開關(guān)頻率進(jìn)行比較，據(jù)此結(jié)果實(shí)時調(diào)整滯環(huán)寬度，使開關(guān)頻率恒定1/12/2023

67北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院二、諧波消除PWM目標(biāo)涵數(shù)——消除特定次諧波1/12/2023

68北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院諧波消除PWM（續(xù)）用脈寬調(diào)制消除指定的諧波分量式中為了消除3次和5次諧波，可令U3M=0和U5M=0

可求得特定的1和21/12/2023

69北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院三、電壓空間矢量PWM控制

（磁鏈跟蹤控制）目標(biāo)涵數(shù)——圓型磁通軌跡SPWM控制主要著眼于使逆變器輸出電壓盡量接近正弦波，至于電流波形，則還會受負(fù)載電路參數(shù)的影響。電流跟蹤控制則直接著眼地輸出電流是否按正弦變化，這比只考察輸出電壓波形要進(jìn)了一步。異步電機(jī)需要輸入三相正弦電流的最終目的是在空間產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，從而產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。電壓空間矢量PWM控制就是以圓形旋轉(zhuǎn)磁場為目標(biāo)來控制輸出電壓。1/12/2023

70北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電壓空間矢量PWM控制

（磁鏈跟蹤控制）（續(xù)）三相電壓型逆變器共有8種工作狀態(tài)u1u2u3u4u5u6u0u71/12/2023

71北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電壓空間矢量PWM控制

（磁鏈跟蹤控制）（續(xù)）磁鏈的運(yùn)動方向與電壓空間矢量的方向一致1/12/2023

72北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院PWM控制技術(shù)總結(jié)PWM控制技術(shù)在電力電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它推動了電力電子技術(shù)的發(fā)展諧波消除PWM技術(shù)在晶閘管逆變器上用得較多，它較好地解決了在開關(guān)頻率不高的情況下消除危害最嚴(yán)重的諧波的問題電流跟蹤控制PWM技術(shù)要求功率開關(guān)器件具有較高的開關(guān)頻率，通常只用在IGBT逆變器上。SPWM技術(shù)和電壓空間矢量PWM技術(shù)是目前最通用的PWM技術(shù)，相比而言，電壓空間矢量PWM技術(shù)更有發(fā)展前途。

重點(diǎn)掌握SPWM技術(shù)1/12/2023

73北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院本章內(nèi)容6.1無源逆變電路的原理6.3三相逆變器工作原理6.4

PWM技術(shù)6.5其它PWM控制方法6.6多重化技術(shù)6.7三電平逆變器的原理1/12/2023

74北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院6.6多重化技術(shù)多重化的目的消除或減少低次諧波，改善逆變器的輸出波形；增大裝置容量。多重連接方法電流型逆變單元多重連接：N個逆變單元的輸出并聯(lián)（直接并聯(lián)或經(jīng)過變壓器耦合后并聯(lián)），各逆變單元的運(yùn)行相位彼此錯開60o/N。電壓型逆變單元多重連接：N個逆變單元的輸出經(jīng)過變壓器耦合后串聯(lián)，各逆變單元的運(yùn)行相位彼此錯開60o/N。1/12/2023

75北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院一、電流型逆變器的多重化1、無輸出變壓器的電流型逆變器多重連接1/12/2023

76北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電流型逆變器的多重化（續(xù)）基本關(guān)系總輸出電流基波有效值總輸出電流諧波分量有效值逆變單元的輸出相位彼此錯開θ=30時，直流側(cè)輸入電壓ED1=1.35E1COS(φ-150)ED2=1.35E1COS(φ+150)

兩個逆變單元不能共用整流器

1/12/2023

77北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電流型逆變器的多重化（續(xù)）2、輸出變壓器耦合型電流型逆變器多重化連接1/12/2023

78北京交