SPWM的數(shù)學(xué)計算調(diào)制比載波比PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1SPWM的數(shù)學(xué)計算調(diào)制比載波比的數(shù)學(xué)計算調(diào)制比載波比為何采用PWM控制？第1頁/共48頁原理圖常規(guī)交直交變頻器傳統(tǒng)變頻器采用可控整流橋變壓，逆變器用來變頻，變壓和變頻在兩個獨立的變換器中去實現(xiàn)，相互的配合在動態(tài)過程中就會顯得不協(xié)調(diào)，給系統(tǒng)的運行帶來一系列影響。第2頁/共48頁主電路有兩個可控的功率環(huán)節(jié)，需兩套控制系統(tǒng)，相對來說比較復(fù)雜；由于中間直流環(huán)節(jié)有濾波電容或電抗器等大慣性元件存在，使系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)緩慢；可控整流器使供電電源的功率因數(shù)隨變頻裝置輸出的頻率的降低而變差，并產(chǎn)生高次諧波電流。逆變器輸出為六拍階梯波交變電壓，含有較多高次諧波，產(chǎn)生較大的脈動轉(zhuǎn)矩，影響電機(jī)的穩(wěn)定工作。第3頁

2、/共48頁象限脈沖整流器電力機(jī)車整流部分為四圖交直交變頻器原理PWM將通訊系統(tǒng)中的調(diào)制技術(shù)引入交流變頻領(lǐng)域，采用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，可在逆變器上同時實現(xiàn)變壓和變頻，對非正弦供電電機(jī)來說，PWM可消除或消弱有害高次諧波。第4頁/共48頁主電路只有一個可控的功率環(huán)節(jié)，簡化了結(jié)構(gòu)；使用了不可控整流器，可提高電網(wǎng)的功率因數(shù)；逆變器在調(diào)頻的同時實現(xiàn)調(diào)壓，而與中間直流環(huán)節(jié)的元件參數(shù)無關(guān)，加快了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)；可獲得比常規(guī)六拍階梯波更好的輸出電壓波形，能抑制或消除低次諧波，使負(fù)載電機(jī)可在近似正弦波的交變電壓下運行，轉(zhuǎn)矩脈動小，提高了系統(tǒng)的性能。第5頁/共48頁第6頁/共48頁第7頁/共48頁l 以正弦波

3、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，由它們的交點確定逆變器開關(guān)器件的通斷時刻，從而獲得在正弦調(diào)制波的半個周期內(nèi)呈兩邊窄中間寬的一系列等幅不等寬的矩形波。第8頁/共48頁第9頁/共48頁）輸入、輸出原理圖正弦脈寬調(diào)制（SPWMl在控制電路中，一個頻率為fr幅值為Ur的參考正弦波Wsin（調(diào)制信號）加載于頻率為ft幅值為Ut的三角波W（載波）后，得到一個脈沖寬度變化的SPWM波Wspwm（已調(diào)制波），用已調(diào)制波的高低邏輯電平經(jīng)分配與放大后去驅(qū)動

4、逆變器的主開關(guān)元件，即可使逆變器輸出與已調(diào)制波Wspwm相似的SPWM電壓波形；第10頁/共48頁cmrmUUM rcffN 第11頁/共48頁第12頁/共48頁第13頁/共48頁倒向信號單極性脈寬調(diào)制波形第14頁/共48頁ddUU、 0第15頁/共48頁逆變器三相輸出波形雙極性SPWM2dU第16頁/共48頁第17頁/共48頁時）（時crdcrdAuuUuuUu2)(210)sincos(2kkkkwtbkwtaau第18頁/共48頁10)sin(kkkmkwtUUu20cos21kwtdwtuak20sin21kwtdwtubk0spwm210200UuudwtU波形上、下對稱，的直流分量

5、，次諧波幅值的k22UbaUkkkm次諧波相位角的kUbaarctgkkk第19頁/共48頁2/*dkmkmUUU1M第20頁/共48頁第21頁/共48頁高次諧波分量波形的基波分量及主要時雙極性SPWM15N第22頁/共48頁第23頁/共48頁第24頁/共48頁第25頁/共48頁第26頁/共48頁第27頁/共48頁第28頁/共48頁第29頁/共48頁第30頁/共48頁第31頁/共48頁第32頁/共48頁l缺點：1、實時控制時難以計算脈沖寬度；2、離線計算，利用查表法輸出PWM波，占有內(nèi)存過大，不符合微機(jī)等采樣周期的控制要求。第33頁/共48頁第34頁/共48頁 自然采樣對稱規(guī)則采樣不對稱規(guī)則采樣平均對稱規(guī)則采樣第35頁/共48頁第36頁/共48頁第37頁/共48頁q三相380V理想電源供電時電機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩波形第38頁/共48頁第39頁/共48頁第40頁/共48頁圖6-8ucurUurVurWuuUNuVNuWNuUNuUVUd-UdOtOOOOOttttt