第7章PWM控制技術(shù)

第7章PWM控制技術(shù)關(guān)于PWM控制技術(shù)以下敘述中正確的是：A.所謂PWM控制技術(shù)，是指(PulseWidthModulation)對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)控的技術(shù)。B.斬控式交流調(diào)壓電路中斬控后得到的PWM脈沖的幅值是按正弦波規(guī)律變化的，而各脈沖的寬度是相等的，脈沖的占空比根據(jù)所需要的輸出輸入電壓比來(lái)調(diào)節(jié)。C.PWM波形四分之一周期對(duì)稱；D.DC-DC變換電路中斬控脈沖是等幅、等寬的脈沖。E.半個(gè)周期內(nèi)，載波只在單個(gè)極性范圍變化的控制方式稱為單極性PWM控制方式；如果半個(gè)周期內(nèi)載波出現(xiàn)了正負(fù)兩種極性，則是雙極性PWM控制方式。關(guān)于采樣控制理論中的所謂“面積等效原理”，以下敘述中正確的是：A.沖量相等形狀不同的窄脈沖作用在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其作用效果基本相同；B.原理中所謂“沖量”，是指電學(xué)量與所經(jīng)歷時(shí)間之積；C.原理中所述之“脈沖”，僅指窄脈沖；D.原理中的“具有慣性的環(huán)節(jié)”是指被作用的電路中必須存在儲(chǔ)能元件，也就是L、C元件；E.原理中所述之“作用效果基本相同”，是指電路的響應(yīng)基本一致。上圖是單相全橋逆變電路，半個(gè)周期內(nèi)開(kāi)關(guān)次數(shù)為8,請(qǐng)參考此圖。關(guān)于特定諧波消去法，以下敘述中正確的是：A.PWM波形滿足四分之一對(duì)稱條件，是為了使輸出波形展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)時(shí)，表達(dá)式中只含有正弦項(xiàng)，也就是奇次項(xiàng)；B.半個(gè)周期內(nèi)，開(kāi)關(guān)開(kāi)通和關(guān)斷2K次，則存在2K個(gè)控制角a。四分之一周期內(nèi)，共有K個(gè)控制角，這些控制角共同決定了各次諧波的幅值七?；蛘哒f(shuō)，每個(gè)a都是各個(gè)控制角a的函數(shù)；C.上述控制角勻以電壓零點(diǎn)為計(jì)算起點(diǎn)；D.對(duì)于PWM波形的四分之一對(duì)稱波形，共有K個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)刻可以控制。我們可以控制角a為變量，列出K個(gè)關(guān)于諧波的幅值a”方程，因而可以消去其中的K-1個(gè)a”。當(dāng)然，我們總是希望留下基波a1。如圖所示為單相全橋逆變電路PWM控制及輸出波形。請(qǐng)按開(kāi)關(guān)次數(shù)為8,導(dǎo)出能夠消除輸出電壓中3次、5次諧波，并使輸出基波電壓峰值達(dá)到直流母線電壓1/2的預(yù)置開(kāi)關(guān)角的方程。答：因?yàn)椤拜敵鲭妷菏且粋€(gè)半波對(duì)稱的奇函數(shù)”，所以輸出電壓u=fBsingt

a)C/rad圖單相全橋逆變電路，按開(kāi)關(guān)次數(shù)為7時(shí)其中B是各次諧波幅值：B式中l(wèi)是函數(shù)f(&)的展開(kāi)周期。于是參考附突，可以將B表達(dá)如下:a)C/rad圖單相全橋逆變電路，按開(kāi)關(guān)次數(shù)為7時(shí)其中B是各次諧波幅值：B式中l(wèi)是函數(shù)f(&)的展開(kāi)周期。于是參考附突，可以將B表達(dá)如下:4U2Ua ad(J1sinn①td①t一J2兀?-sinn①td①t+...+f2sinn①td①t)d[一cosn①t|a1+cosn①t|a2一cosn①t|a3+4U d(1-2cosna.+2cosna-2cosna+兀2cosna-cosn—)考慮到輸出電壓是一個(gè)半波對(duì)稱的奇函數(shù)，沒(méi)有偶次諧波，故n取奇數(shù)，cos兀n—=0，因2而:4U d(1一2cosna+2cosna-2cosna+2cosna)又因我們?nèi)f=7,波形中不含有a4，所以:B=4"d(1一2cosna+2cosna一2cosna)1 2 3依據(jù)輸出電壓基波峰值達(dá)到Ud的1/2,有:B=——d(1一2cosa+2cosa一2cosa)1兀 1 2 3因?yàn)橄?、5次諧波，故它們的幅值為零:4UB=―d(1-2cos3a+2cos3a-2cos3a)=04UB=d(1一2cos5a+2cos5a-2cos5a)=0到此為止，我們得到三個(gè)方程，里面有三個(gè)未知量，解之即得答案。關(guān)于異步調(diào)制、同步調(diào)制和分段同步調(diào)制，以下敘述中正確的是：A.在PWM控制電路中，載波頻率f與調(diào)制信號(hào)頻率f之比N=f/f稱載波比；B.所謂C r Cr異步調(diào)制是指載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不保持同步的調(diào)制方式，載波比是變化的;C.載波比不變，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步的方式稱為同步調(diào)制；D.把逆變電路的輸出頻率范圍劃分成若干個(gè)頻段，每個(gè)頻段內(nèi)都保持載波比恒定，不同頻段的載波比不同。這種調(diào)制方式叫分段同步調(diào)制。關(guān)于自然采樣法和規(guī)則采樣法，以下敘述中正確的是：A.按照SPWM控制的基本原理，在正弦波和三角波的自然交點(diǎn)時(shí)刻控制功率開(kāi)關(guān)器件的通斷，這種生成SPWM波形的方法稱為自然采樣法；B.如圖所示，取三角波兩個(gè)正峰值之間為一個(gè)采樣周期，以負(fù)峰中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的調(diào)制信號(hào)波采樣得到D點(diǎn)。過(guò)D點(diǎn)作水平線和載波交于A、B兩點(diǎn)。在A點(diǎn)時(shí)刻控制開(kāi)關(guān)通，B點(diǎn)時(shí)刻控制開(kāi)關(guān)斷。C.u=asinot，式中"cm，稱為調(diào)制度。6=~c(1+asinot)；D.6'—(T-6).U 2 tD 2CrMP184(2、3、4)設(shè)圖6-3中半周期的脈沖數(shù)是5,脈沖幅值是相應(yīng)正弦波幅值的兩倍，試按面積等效原理計(jì)算脈沖寬度。解：將各脈沖的寬度用6.(i=1,2,3,4,5)表示，根據(jù)面積等效原理可得i兀j5Usinotdot ot夬6=―m = 5=0.09549(rad)=0.3040(ms)1 2U 2

2k2n-5=0.2500(rad)=0.7958(ms)K-53^-5=0.3090(rad)=0.9836(ms)5J5Usin血td①2n-5=0.2500(rad)=0.7958(ms)K-53^-5=0.3090(rad)=0.9836(ms)5m3kJ5Usinstdwt￥m4k=%=0.2500(rad)=0.7958(ms)j5Usinstdwt=%=0.2500(rad)=0.7958(ms)￥mjKUsinstdwt8=—m =8=0.0955(rad)=0.3040(ms)5 2U 1單極性和雙極性PWM調(diào)制有什么區(qū)別？三相橋式PWM型逆變電路中，輸出相電壓(輸出端相對(duì)于直流電源中點(diǎn)的電壓)和線電壓SPWM波形各有幾種電平？答：三角波載波在信號(hào)波正半周期或負(fù)半周期里只有單一的極性，所得的PWM波形在半個(gè)周期中也只在單極性范圍內(nèi)變化，稱為單極性PWM控制方式。三角波載波始終是有正有負(fù)為雙極性的，所得的PWM波形在半個(gè)周期中有正、有負(fù)，則稱之為雙極性PWM控制方式。三相橋式PWM型逆變電路中，輸出相電壓有兩種電平：0.5Ud和-0.5Ud。輸出線電壓有三種電平Ud、0、-Ud。特定諧波消去法的基本原理是什么？設(shè)半個(gè)信號(hào)波周期內(nèi)有10個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)刻(不含0和兀時(shí)刻)可以控制，可以消去的諧波有幾種？答：首先盡量使波形具有對(duì)稱性，為消去偶次諧波，應(yīng)使波形正負(fù)兩個(gè)半周期對(duì)稱，為消去諧波中的余弦項(xiàng)，使波形在正半周期前后1/4周期以兀/2為軸線對(duì)稱?？紤]到上述對(duì)稱性，半周期內(nèi)有5個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)刻可以控制。利用其中的1個(gè)自由度控制基波的大小，剩余的4個(gè)自由度可用于消除4種頻率的諧波。P184(7、8)單相和三相SPWM波形中，所含主要諧波頻率為多少？答：?jiǎn)蜗郤PWM波形中所含的諧波頻率為：nw土kw式中，n=1,3,5,…時(shí)，k=0,2,4,?；n=2,4,6,…時(shí)，k=1,3,5,?在上述諧波中，幅值最高影響最大的是角頻率為w的諧波分量。c三相SPWM波形中所含的諧波頻率為：nw土kw式中，n=1,3,5,…時(shí)，k=3(2mT)±1，m=1,2,…；tf6m+1m=0,1,…n=2,4,6,…時(shí)，k=<I