電力電子技術(shù)基礎(chǔ)-第4章 逆變電路

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力電子與電力傳動(dòng)電力電子技術(shù)第4章逆變電路電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座第四章

逆變電路1.逆變的定義2.逆變電路的分類3.逆變電路的控制方式4.換流方式4.1逆變電路的概述31、逆變的定義逆變電路（Inverter）是與整流電路（Rectifier）相對(duì)應(yīng)，把直流電變成交流電的過(guò)程稱為逆變。第4章

逆變電路交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變。交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變。（通常情況）整流器時(shí)代（60-70年代）逆變器時(shí)代（70-80年代）變頻器時(shí)代（80年代以后）交交變頻交直交變頻（整流+逆變）4逆變電路的應(yīng)用場(chǎng)合變頻器不間斷電源并網(wǎng)逆變器感應(yīng)加熱第4章

逆變電路5逆變電路的典型應(yīng)用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)電池逆變器電網(wǎng)第4章

逆變電路6逆變電路的典型應(yīng)用新能源汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)電池逆變器電機(jī)第4章

逆變電路2、逆變電路的分類按輸出電能的去向分，可分為有源逆變電路和無(wú)源逆變電路。按直流側(cè)電源的類型，可分為電壓型逆變電路和電流型逆變電路。按主電路采用的器件類型，可分為全控型逆變電路和半控型逆變電路。按電流波形，可分為正弦逆變電路和非正弦逆變電路。按輸出相數(shù)，可分為單相逆變電路和多相逆變電路。第4章

逆變電路3、逆變電路的控制方式第4章

逆變電路180°方波控制方式逆變電路中的每組開關(guān)器件在一個(gè)周期內(nèi)各導(dǎo)通180°，互補(bǔ)導(dǎo)通。移相控制方式逆變電路中的每組開關(guān)器件在一個(gè)周期內(nèi)各導(dǎo)通180°，兩組導(dǎo)通相差相位角。PWM控制方式逆變電路中的每組開關(guān)器件按照以正弦變化的一系列窄脈沖序列控制導(dǎo)通。4、換流方式第4章

逆變電路換流——電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程，也稱為換相。開通：適當(dāng)?shù)拈T極驅(qū)動(dòng)信號(hào)就可使器件開通。關(guān)斷：

全控型器件可通過(guò)門極關(guān)斷。

半控型器件晶閘管，必須利用外部條件才能關(guān)斷。

一般在晶閘管電流過(guò)零后施加一定時(shí)間反壓，才能關(guān)斷。研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷。4、換流方式第4章

逆變電路器件換流（DeviceCommutation）利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。在采用IGBT

、電力MOSFET

、GTO

、GTR等全控型器件的電路中的換流方式是器件換流。電網(wǎng)換流（LineCommutation）電網(wǎng)提供換流電壓的換流方式。將負(fù)的電網(wǎng)電壓施加在欲關(guān)斷的晶閘管上即可使其關(guān)斷。不需要器件具有門極可關(guān)斷能力，但不適用于沒(méi)有交流電網(wǎng)的無(wú)源逆變電路。4、換流方式第4章

逆變電路負(fù)載換流（LoadCommutation）由負(fù)載提供換流電壓的換流方式。負(fù)載電流的相位超前于負(fù)載電壓的場(chǎng)合，都可實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。整個(gè)負(fù)載工作在接近并聯(lián)諧振狀態(tài)而略呈容性。觸發(fā)VT2、VT3的時(shí)刻t1必須在uo過(guò)零前并留有足夠的裕量，才能使換流順利完成。4、換流方式第4章

逆變電路強(qiáng)迫換流（ForcedCommutation）設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流的換流方式稱為強(qiáng)迫換流。通常利用附加電容上所儲(chǔ)存的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此也稱為電容換流。直接耦合式強(qiáng)迫換流電感耦合式強(qiáng)迫換流4、換流方式第4章

逆變電路換流方式總結(jié)：器件換流——適用于全控型器件。其余三種方式——針對(duì)晶閘管。器件換流和強(qiáng)迫換流——屬于自換流。電網(wǎng)換流和負(fù)載換流——屬于外部換流。當(dāng)電流不是從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移，而是在支路內(nèi)部終止流通而變?yōu)榱?，則稱為熄滅。電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座第四章

逆變電路4.2.1單相電壓型逆變電路4.2.2單相電流型逆變電路4.2單相逆變電路工作原理15電壓型逆變電路的特點(diǎn)1、直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)。2、由于直流電壓源的鉗位作用，輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同。3、阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功功率。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。電容對(duì)回饋的無(wú)功能量也起緩沖作用。第4章

逆變電路單相電壓型逆變電路4.2.1單相電壓型逆變電路第4章

逆變電路1）半橋逆變電路單相半橋電壓型逆變電路半橋逆變電路由兩個(gè)橋臂組成；每個(gè)橋臂由一個(gè)全控器件和一個(gè)反并聯(lián)二極管組成；直流側(cè)串聯(lián)兩個(gè)足夠大的電容，得到直流電源的中點(diǎn)；負(fù)載連接在直流電源中點(diǎn)和兩個(gè)橋臂連接點(diǎn)之間。4.2.1單相電壓型逆變電路第4章

逆變電路1）半橋逆變電路單相半橋電壓型逆變電路V1和V2柵極信號(hào)在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Ud/2。t1-t2:t1時(shí)刻V1導(dǎo)通，負(fù)載電流逐漸上升，輸出電壓uo=Ud/2；t2-t3:t2時(shí)刻V1關(guān)斷，給V2驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由于阻感負(fù)載電流不能突變，此時(shí)電流通過(guò)VD2續(xù)流，電流逐漸減小，輸出電壓uo=-Ud/2；Ud/24.2.1單相電壓型逆變電路第4章

逆變電路1）半橋逆變電路單相半橋電壓型逆變電路t3-t4:t3時(shí)刻電流過(guò)零邊負(fù)，V2導(dǎo)通，負(fù)載電流反向增加，輸出電壓uo=-Ud/2；t4-t5:t4時(shí)刻V2關(guān)斷，給V1驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由于阻感負(fù)載電流不能突變，此時(shí)電流通過(guò)VD1續(xù)流，電流逐漸減小，輸出電壓uo=Ud/2；VD1、VD2是負(fù)載向直流側(cè)反饋能量的通道，稱為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。4.2.1單相電壓型逆變電路第4章

逆變電路1）半橋逆變電路單相半橋電壓型逆變電路優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，使用器件少。缺點(diǎn)：輸出交流電壓幅值為Ud/2，且直流側(cè)需要兩電容器串聯(lián)，要控制兩者電壓均衡。應(yīng)用：用于幾kW以下的小功率逆變電源。單相全橋、三相橋式都可看成若干個(gè)半橋逆變電路的組合。4.2.1單相電壓型逆變電路第4章

逆變電路2）全橋逆變電路單相全橋電壓型逆變電路全橋逆變電路可看成是由兩個(gè)半橋組成；可采用方波控制和移相調(diào)壓控制；方波控制電路工作時(shí)，開關(guān)V1和V4一對(duì)，開關(guān)V2和V3一對(duì)，成對(duì)的兩個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通，兩對(duì)交替各導(dǎo)通180°

。其輸出電壓波形和半橋電路的波形形狀相同，也是矩形波，但其幅值高出一倍，Um=Ud。Ud4.2.1單相電壓型逆變電路第4章

逆變電路2）全橋逆變電路單相全橋電壓型逆變電路

當(dāng)V1和V4導(dǎo)通或者V2和V3導(dǎo)通時(shí)，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；當(dāng)VD1和VD4導(dǎo)通或者VD2和VD3導(dǎo)通時(shí)，io和uo反向，電感中儲(chǔ)存的能量反饋到直流側(cè)，儲(chǔ)存在C中。4.2.1單相電壓型逆變電路第4章

逆變電路單相半橋電壓型逆變電路單相全橋電壓型逆變電路輸出電壓/電流波形方波控制方式：要改變輸出交流電壓的有效值只能通過(guò)改變直流電壓Ud來(lái)實(shí)現(xiàn)。4.2.1單相電壓型逆變電路第4章

逆變電路2）全橋逆變電路移相調(diào)壓控制在阻感負(fù)載時(shí)，還可以采用移相的方式來(lái)調(diào)節(jié)逆變電路的輸出電壓，這種方式稱為移相調(diào)壓。并且V1和V2的柵極信號(hào)互補(bǔ)，V3和V4的柵極信號(hào)互補(bǔ)；V3柵極信號(hào)落后V1柵極信號(hào)θ角，使得成對(duì)導(dǎo)通的器件在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間減小，輸出電壓出現(xiàn)為零的情況。移相調(diào)壓控制電路波形4.2.1單相電壓型逆變電路第4章

逆變電路2）全橋逆變電路移相調(diào)壓控制t0-t1時(shí)刻：V1和V4導(dǎo)通，uo=Ud。t1-t2時(shí)刻：V3和V4柵極信號(hào)反向，V4截止，而因負(fù)載電感中的電流不能突變，V3不能立刻導(dǎo)通，VD3導(dǎo)通續(xù)流。因?yàn)閂1和VD3同時(shí)導(dǎo)通，所以u(píng)o=0。t2-t3時(shí)刻：V1和V2柵極信號(hào)反向,V1截止，V2不能立刻導(dǎo)通，通過(guò)VD2續(xù)流，和VD3構(gòu)成導(dǎo)通回路，輸出電壓uo=-Ud。移相調(diào)壓控制電路波形4.2.1單相電壓型逆變電路第4章

逆變電路2）全橋逆變電路移相調(diào)壓控制t2-t3時(shí)刻：當(dāng)負(fù)載電流過(guò)零并開始反向時(shí)，

VD2和VD3截止，

V2和V3開始導(dǎo)通，輸出電壓為-Ud。t3-t4時(shí)刻：V3和V4柵極信號(hào)反向，V3截止，

V4不能立刻導(dǎo)通，通過(guò)VD4續(xù)流。因?yàn)閂2和VD4同時(shí)導(dǎo)通，所以u(píng)o=0。輸出電壓uo的正負(fù)脈沖寬度為θ，因此，改變?chǔ)染涂梢哉{(diào)節(jié)輸出電壓。移相調(diào)壓控制電路波形電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座第四章

逆變電路4.2.1單相電壓型逆變電路4.2.2單相電流型逆變電路4.2單相單相逆變電路工作原理27電流型逆變電路的特點(diǎn)1、直流側(cè)串聯(lián)大電感相當(dāng)于電流源，直流側(cè)電流基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。2、電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流測(cè)輸出電流為矩形波，與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)，而交流側(cè)輸出電壓波形和相位側(cè)因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。3、阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功功率。直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，因?yàn)榉答仧o(wú)功能量時(shí)直流電流并不反向，因此無(wú)需要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。第4章

逆變電路單相電流型逆變電路單相電流型逆變電路第4章

逆變電路電路由四個(gè)橋臂組成；每個(gè)橋臂由晶閘管串聯(lián)一個(gè)電抗器LT組成；LT的作用是限制晶閘管開通時(shí)的di/dt；負(fù)載為阻感負(fù)載并聯(lián)電容構(gòu)成，負(fù)載電流略超前于負(fù)載電壓，電路采用負(fù)載換流方式。單相電流型逆變電路單相全橋電流型逆變電路單相電流型逆變電路第4章

逆變電路一個(gè)周期內(nèi)電路工作在兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段。t1-t2階段：晶閘管VT1和VT4穩(wěn)定導(dǎo)通階段，此時(shí)負(fù)載電流io=Id，電源向負(fù)載供電，電容C充電后呈現(xiàn)左正右負(fù)的電壓。t2-t4階段：t2觸發(fā)VT2和VT3，電容C使得VT2和VT3具備導(dǎo)通的條件，由于電抗器LT的作用，VT1和VT4不能立即關(guān)斷，其電流逐漸減小，VT2和VT3電流逐漸增加，電路進(jìn)入換流階段。單相電流型逆變電路電流型逆變電路波形圖單相電流型逆變電路第4章

逆變電路t2-t4階段：t2時(shí)刻四個(gè)晶閘管全部導(dǎo)通，負(fù)載電容電壓經(jīng)兩個(gè)回路LT1、VT1、VT3、LT3和LT2、VT2、VT4、LT4放電；t4時(shí)刻VT1、VT4的電流減小到零關(guān)斷，直流側(cè)電流Id全部轉(zhuǎn)移到VT2和VT3支路，換流結(jié)束。。t4-t6階段：晶閘管VT2和VT3進(jìn)入穩(wěn)定導(dǎo)通階段，此時(shí)負(fù)載電流io=-Id，電源向負(fù)載供電，電容C充電后呈現(xiàn)右正左負(fù)的電壓，為下一次換流提供保障。單相電流型逆變電路電流型逆變電路波形圖電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座第四章

逆變電路4.3.1PWM控制的基本原理4.3.2調(diào)制法生成SPWM波4.3PWM控制技術(shù)逆變電路的控制方法一180°方波控制方法移相調(diào)壓控制方法PWM控制方法第4章

逆變電路PWM電路一PWM(PulseWidthModulation)脈寬調(diào)制技術(shù)：

通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值）。

直流斬波電路：一系列等幅等寬的脈沖——直流電斬控調(diào)壓電路：一系列等寬不等幅的脈沖——交流電。PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最為廣泛，對(duì)逆變電路的影響也最為深刻，現(xiàn)在大量應(yīng)用的逆變電路中，絕大部分都是PWM型逆變電路。第4章

逆變電路重要理論基礎(chǔ)——面積等效原理三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。PWM控制的基本思想效果基本相同環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同沖量

窄脈沖的面積第4章

逆變電路PWM控制電路的基本原理四形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖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)七PWM控制電路的基本原理如何用一系列等幅不等寬的脈沖來(lái)代替正弦半波第4章

逆變電路PWM控制電路的基本原理八對(duì)于正弦波的負(fù)半周，采取同樣的辦法，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，正弦波還可以等效為下圖中的PWM波，而且這種方式在實(shí)際應(yīng)用中更廣泛第4章

逆變電路PWM調(diào)光應(yīng)用實(shí)例第4章

逆變電路PWM應(yīng)用實(shí)例第4章

逆變電路電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座第四章

逆變電路4.3.1PWM控制的基本原理4.3.2調(diào)制法生成SPWM波4.3PWM控制技術(shù)PWM逆變電路及控制方法八如何生成SPWM波形?

計(jì)算法調(diào)制法跟蹤法第4章

逆變電路PWM逆變電路及控制方法八計(jì)算法當(dāng)已知逆變電路輸出正弦交流電頻率、幅值和脈沖數(shù)便可求出對(duì)應(yīng)的PWM脈沖寬度和間隔缺點(diǎn)：繁瑣，如果頻率、幅值、相位發(fā)生變化，需重新計(jì)算。數(shù)據(jù)量大，對(duì)硬件要求較高。第4章

逆變電路PWM逆變電路及控制方法八調(diào)制波ur：期望輸出的波形調(diào)制法載波uc：接受調(diào)制的波形在交點(diǎn)處控制開關(guān)通斷第4章

逆變電路PWM逆變電路及控制方法八調(diào)制法單極性PWM控制方式雙極性PWM控制方式第4章

逆變電路單極性PWM控制方法單極性PWM控制方式：調(diào)制波ur為正弦波，載波uc為三角波調(diào)制波正半周三角波只有正極性，調(diào)制波負(fù)半周三角波只有負(fù)極性。在調(diào)制波ur和載波uc的交點(diǎn)處控制IGBT通斷；輸出電壓Ud，0，-Ud三種電平第4章

逆變電路單極性PWM控制方法單極性PWM控制方式：ur正半周，V1保持導(dǎo)通，V2保持關(guān)斷ur>uc時(shí)，V4導(dǎo)通，V3關(guān)斷，uo=Udur<uc時(shí)，V4關(guān)斷，V3導(dǎo)通，uo=0ur負(fù)半周，V1保持關(guān)斷，V2保持導(dǎo)通ur<uc時(shí)，V4關(guān)斷，V3導(dǎo)通，uo=-Udur>uc時(shí)，V4導(dǎo)通，V3關(guān)斷，uo=0第4章

逆變電路雙極性PWM控制方法雙極性PWM控制方式：調(diào)制波ur為正弦波，載波uc為三角波三角波半個(gè)周期有正有負(fù)。在調(diào)制波ur和載波uc的交點(diǎn)處控制IGBT通斷；輸出電壓Ud，-Ud兩種電平第4章

逆變電路雙極性PWM控制方法雙極性PWM控制方式：ur正負(fù)半周，開關(guān)的控制規(guī)律相同ur>uc時(shí)，V1、V4導(dǎo)通，V2、V3關(guān)斷， io>0時(shí)，V1和V4導(dǎo)通； io<0時(shí)，VD1和VD4導(dǎo)通；ur<uc時(shí)，V2、V3導(dǎo)通，V1、V4關(guān)斷 io<0時(shí)，V2和V3導(dǎo)通； io>0時(shí)，VD2和VD3導(dǎo)通；第4章

逆變電路單極性PWM控制方式下，電機(jī)電樞驅(qū)動(dòng)電壓極性是單一的。優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)速度快，能加速、剎車，能耗制動(dòng)；缺點(diǎn)：不能突然倒轉(zhuǎn)。動(dòng)態(tài)性能不好，調(diào)速靜差較大。雙極性PWM控制方式下，電機(jī)電樞電壓極性是正負(fù)交替的。優(yōu)點(diǎn)：正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，啟動(dòng)快，調(diào)速精度高，動(dòng)態(tài)性能好，調(diào)速靜差小，調(diào)速范圍大，負(fù)載超過(guò)設(shè)定速度時(shí)，提供反向力矩，克服電機(jī)軸承的靜態(tài)摩擦力，產(chǎn)生非常低的轉(zhuǎn)速。缺點(diǎn)：控制電路較為復(fù)雜。第4章

逆變電路1、如何改變PWM波的幅值和頻率？2、如何改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率？電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座課前回顧改變調(diào)制波的幅值和頻率改變載波的頻率異步調(diào)制和同步調(diào)制根據(jù)載波和信號(hào)波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。通常保持fc固定不變，當(dāng)fr變化時(shí)，載波比N是變化的在信號(hào)波的半周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對(duì)稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對(duì)稱載波比載波頻率fc與調(diào)制信號(hào)頻率fr之比，N=fc/fr1）異步調(diào)制載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不同步的調(diào)制方式異步調(diào)制和同步調(diào)制1）異步調(diào)制載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不同步的調(diào)制方式當(dāng)fr較低時(shí)，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對(duì)稱產(chǎn)生的不利影響都較小當(dāng)fr增高時(shí)，N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對(duì)稱的影響就變大異步調(diào)制和同步調(diào)制2）

同步調(diào)制——載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)保持同步的調(diào)制方式，當(dāng)變頻時(shí)使載波與信號(hào)波保持同步，即N等于常數(shù)。在三相PWM逆變電路中，通常公用一個(gè)三角波載波，為了使三相輸出波形嚴(yán)格對(duì)稱，并且每相的PWM波正負(fù)半周鏡相對(duì)稱，通常取載波比N為3的整數(shù)倍且為奇數(shù)。fr很低時(shí)，fc也很低，由調(diào)制帶來(lái)的諧波不易濾除。fr很高時(shí)，fc會(huì)過(guò)高，使開關(guān)器件難以承受。異步調(diào)制和同步調(diào)制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。把整個(gè)fr范圍劃分成若干個(gè)頻段，每個(gè)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(guò)高；在fr低的頻段采用較高的N，使載波頻率不致過(guò)低?？稍诘皖l輸出時(shí)采用異步調(diào)制方式，高頻輸出時(shí)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(lái)，和分段同步方式效果接近。軌道牽引中多模式混合脈寬調(diào)制技術(shù)電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座第四章

逆變電路4.3.3規(guī)則采樣法4.3.4PWM跟蹤控制技術(shù)4.3PWM控制技術(shù)采樣法第4章

逆變電路1）自然采樣法：按照SPWM控制的基本原理，在正弦波和三角波的交點(diǎn)時(shí)刻控制功率開關(guān)器件的通斷，這種生成SPWM的方法稱為自然采樣法。自然采樣法是最基本的采樣方法，得到的SPWM波形也很接近正弦波。但此方法需要求解復(fù)雜的超越方程，計(jì)算量大，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，所以應(yīng)用不多。ucuOturTcABtAtB圖1自然采樣法采樣法第4章

逆變電路2）規(guī)則采樣法：規(guī)則采樣法是一種在采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)實(shí)用的PWM波形生成方法。規(guī)則采樣法是在自然采樣法的基礎(chǔ)上得出的。比起自然采樣法，規(guī)則采樣法的計(jì)算非常簡(jiǎn)單，計(jì)算量大大減少，而效果接近自然采樣法，得到的SPWM波形仍然很接近正弦波，克服了自然采樣法難以在實(shí)時(shí)控制中在線計(jì)算，在工程中實(shí)際應(yīng)用不多的缺點(diǎn)。ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d圖2規(guī)則采樣法規(guī)則采樣法第4章

逆變電路具體實(shí)現(xiàn)：取三角載波兩個(gè)正峰值之間為一個(gè)采樣周期。使每個(gè)PWM脈沖的中點(diǎn)和三角波一周期的中點(diǎn)（即負(fù)峰點(diǎn)）重合。在三角波的負(fù)峰時(shí)刻tD對(duì)正弦信號(hào)波采樣得到正弦波的值，通過(guò)D點(diǎn)引一條水平直線近似代替正弦信號(hào)波，用該直線與三角波載波的交點(diǎn)A、B代替正弦波與載波的交點(diǎn)，即可得出控制功率開關(guān)器件通斷的時(shí)刻tA和tB。ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d圖2規(guī)則采樣法規(guī)則采樣法第4章

逆變電路載波信號(hào)：幅值為1，周期為Tc正弦調(diào)制波信號(hào)：ur=asinωrt式中：a稱為調(diào)制度，0≤a<1，ωr為調(diào)制波角頻率三角波一周期內(nèi)，脈沖兩邊間隙寬度ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d圖2規(guī)則采樣法EFG三角形相似：

電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座第四章

逆變電路4.3.3規(guī)則采樣法4.3.4PWM跟蹤控制技術(shù)4.3PWM控制技術(shù)開環(huán)系統(tǒng)第4章

逆變電路閉環(huán)系統(tǒng)PWM跟蹤控制技術(shù)第4章

逆變電路PWM跟蹤控制技術(shù)——閉環(huán)控制方法。PWM跟蹤控制中電流跟蹤控制應(yīng)用最多。把期望輸出的波形作為指令信號(hào)，把實(shí)際波形作為反饋信號(hào)；通過(guò)兩者的瞬時(shí)值比較來(lái)決定逆變電路各開關(guān)器件的通斷，使實(shí)際的輸出跟蹤指令信號(hào)變化。常用的有滯環(huán)比較方式和三角波比較方式。滯環(huán)比較方式第4章

逆變電路把指令電流i*和實(shí)際輸出電流i的偏差i*-i作為滯環(huán)比較器的輸入。V1（或VD1）通時(shí)，i增大V2（或VD2）通時(shí)，i減小通過(guò)環(huán)寬為2DI的滯環(huán)比較器的控制i就在i*+DI~i*-DI的范圍內(nèi)，呈鋸齒狀地跟蹤指令電流i*。tOiii*+DIi*-DIi*圖3滯環(huán)比較方式電流跟蹤控制舉例基本原理滯環(huán)比較方式第4章

逆變電路滯環(huán)環(huán)寬影響環(huán)寬過(guò)寬時(shí)，開關(guān)頻率低，跟蹤誤差大；環(huán)寬過(guò)窄時(shí)，跟蹤誤差小，但開關(guān)頻率過(guò)高，開關(guān)損耗增大。電抗器L影響L大時(shí)，i的變化率小，跟蹤慢；L小時(shí)，i的變化率大，開關(guān)頻率過(guò)高tOiii*+DIi*-DIi*圖3滯環(huán)比較方式電流跟蹤控制舉例參數(shù)的影響滯環(huán)電抗器滯環(huán)比較方式第4章

逆變電路硬件電路簡(jiǎn)單。實(shí)時(shí)控制，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。和計(jì)算法及調(diào)制法相比，相同開關(guān)頻率時(shí)輸出電流中高次諧波含量多。閉環(huán)控制系統(tǒng)輸出穩(wěn)定性強(qiáng)。tOiii*+DIi*-DIi*圖3滯環(huán)比較方式電流跟蹤控制舉例電路特點(diǎn)滯環(huán)電抗器三角波比較方式第4章

逆變電路不是把指令信號(hào)和三角波直接進(jìn)行比較，而是通過(guò)閉環(huán)來(lái)進(jìn)行控制。把指令電流i*U、i*V和i*W和實(shí)際輸出電流iU、iV、iW進(jìn)行比較，求出偏差，通過(guò)放大器A放大后，再去和三角波比較，產(chǎn)生PWM波形。放大器A通常具有比例積分特性或比例特性，其系數(shù)直接影響電流跟蹤特性?；驹韴D4三角波比較方式電流跟蹤型逆變電路三角波比較方式第4章

逆變電路開關(guān)頻率固定，等于載波頻率，高頻濾波器設(shè)計(jì)方便。為改善輸出電壓波形，三角波載波常用三相三角波載波。和滯環(huán)比較控制方式相比，這種控制方式輸出電流所含的諧波少。電路特點(diǎn)圖4三角波比較方式電流跟蹤型逆變電路電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座第四章

逆變電路4.4.1方波控制方式4.4.2PWM控制方式4.4三相電壓型逆變電路工作原理三個(gè)單相逆變電路可組合成一個(gè)三相逆變電路應(yīng)用最廣的是三相橋式逆變電路每橋臂導(dǎo)電180°，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開始導(dǎo)電的角度差120°。任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通。每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱為縱向換流。二三相橋逆變電路方波控制方法波形分析負(fù)載各相到電源中點(diǎn)N'的電壓：U相，V1通，uUN'=Ud/2，

V4通，uUN'=-Ud/2。V相，V3通，uUN'=Ud/2，

V6通，uUN'=-Ud/2。W相，V5通，uUN'=Ud/2，

V2通，uUN'=-Ud/2。二tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud3