變頻器原理與應(yīng)用05

變頻器原理與應(yīng)用第5講基礎(chǔ)知識(shí)前面學(xué)習(xí)了§1.1三相異步電動(dòng)機(jī)§1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和制動(dòng)§1.3電力電子器件簡(jiǎn)介本講將學(xué)習(xí)§1.4脈沖寬度調(diào)制（PWM）原理哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.2變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)§1.4脈沖寬度調(diào)制（PWM）原理■電能變換的類型ACDC1整流器*2逆變器交流電源直流電源恒定直流電壓或可控直流電壓DCDC---------L3直流變換器-1~?DCAC-----------—恒頻恒壓交流電或變頻變壓交流電AC--■4交流斬波器直接變頻器AC圖1?12電能變換的類型直流負(fù)載交流負(fù)載哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.3變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)■AC/DC變換器(c)三相全波整流電路整流電路哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.4變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)■DC/DC變換器圖1.14直流斬波電路哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.5變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)■DC/AC變換器（0逆變器的輸出波形（PWM控制）圖1.15單相逆變電路哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.6變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)■AC/AC變換器(a)交流功率調(diào)節(jié)電路(b)電壓調(diào)節(jié)電路的波形圖1?16單相交流調(diào)壓器V苕昌宣$芬科I(a)循環(huán)換流器(單相)(d)循環(huán)換流器的輸出波形圖L17交交變頻器哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.7變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)■（交直交）變頻器的結(jié)構(gòu)50Hz交流輸入直流二極管整流電路PWM逆變電路圖1?18交直交變頻器■脈沖寬度調(diào)制（縮寫為PWM）技術(shù)按照一定的規(guī)則和要求對(duì)一系列脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)得到所需要的等效波形。本節(jié)主要內(nèi)容：口PWM的基本原理，調(diào)制方法口SPWM逆變電路哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.8變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)1.PWM技術(shù)的基本原理■理論基礎(chǔ)：面積等效原理沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。沖量窄脈沖的面積效果基本相同環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同a）矩形脈沖b）三角形脈沖c）正弦半波脈沖d）單位脈沖函數(shù)圖1?19形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.9變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)具體的實(shí)例說(shuō)明“面積等效原理”e(t)-電壓窄脈沖，是電路的輸入。i(t)-輸出電流，是電路的響應(yīng)。圖1.20慣性環(huán)節(jié)的電路圖1?21沖量相等的各種窄脈沖的響應(yīng)波形哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.10變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)■正弦脈寬調(diào)制（SPWM）如何用一系列等幅不等寬的脈沖來(lái)代替一個(gè)正弦半波A

|SPWM波UI..Ot把正弦曲線每一等份所包圍的面積都用一個(gè)與其面積相個(gè)V等的等幅矩形脈沖來(lái)代替U3tO>t?SPWM波的特點(diǎn)：脈沖的寬度與正弦波的大小成正比。N值越高（即脈沖頻率越高），SPWM越接近正弦波將一個(gè)正弦波電壓分為N等份哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.11變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)-對(duì)于正弦波的負(fù)半周，采取同樣的方法，得到PWM波形，因此正弦波一個(gè)完整周期的等效PWM波為：?根據(jù)面積等效原理，正弦波還可等效為下圖中的PWM波，而且這種方式在實(shí)際應(yīng)用中更為廣泛。哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.12變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)2.單相SPWM逆變電路■調(diào)制方法：利用載波和調(diào)制波相比較的方式來(lái)確定SPWM波的脈寬和間隔。?調(diào)制波ur:所希望生成的正弦波?載波Uc：等腰三角波或鋸齒波■控制方式：按照調(diào)制脈沖的極性關(guān)系,SPWM逆變電路的控制方式分：?單極性控制?雙極性控制不vdi2§VD2UarJLVTS2§VD3氣rJl<T42JVD45—Ulil控制電部圖1.22單相橋式SPWM逆變電路哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.13變頻器原理與應(yīng)用哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.14變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)■雙極性控制：載波雙方+向變化，在任意半個(gè)周期SPWM波雙方向變化/圖1.24雙極性SPWM“CtiAvdi2kVD232項(xiàng)VD3卩頃4本VD4?Ur

>%時(shí),VT1,VT3開(kāi)通輸出正脈沖?Ur

<%時(shí),VT2,VT4開(kāi)通負(fù)脈沖制制路O—調(diào)控電土％哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.15變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.16變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)調(diào)制信號(hào)為三相正弦波■調(diào)制原理載波公用WN?調(diào)壓方法：改變?nèi)嗾{(diào)制信號(hào)的幅度?控制方式雙極性SPWM?調(diào)頻方法：改變?nèi)嗾{(diào)制信號(hào)的頻率哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育文件：變頻器原理與應(yīng)用05.17變頻器原理與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)小結(jié)§1.4脈沖寬度調(diào)制（PWM）原理口脈寬調(diào)制的基本原理面積等效原理口SPWM波的生成方法調(diào)制法口三相橋式SPWM逆變電路SPWM逆變電路的結(jié)構(gòu)和變壓變頻原理?--------