變頻器的電路結構

1、編輯課件編輯課件 變頻器按控制方式可以分為：U/f控制變頻器、轉差率控制變頻器、矢量控制變頻器和直接轉矩控制變頻器。編輯課件 在進行電機調速時，常須考慮的一個重要因素是：希望保持電機中每極磁通量 m 為額定值不變。如果磁通太弱，沒有充分利用電機的鐵心，是一種浪費；如果過分增大磁通，又會使鐵心飽和，從而導致過大的勵磁電流，嚴重時會因繞組過熱而損壞電機。2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件對于直流電機，勵磁系統(tǒng)是獨立的，只要對電樞反應有恰當的補償， m 保持不變是很容易做到的。在交流異步電機中，磁通 m 由定子和轉子磁勢合成產生，要保持磁通恒定就需要費一些周折了。 2.1

2、.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件mN11g44. 41kNfE （2-1） 式中：式中：Eg 氣隙磁通在定子每相中感應電動勢的有氣隙磁通在定子每相中感應電動勢的有效值，單位為效值，單位為V； 定子頻率，單位為定子頻率，單位為Hz； 定子每相繞組串聯(lián)匝數；定子每相繞組串聯(lián)匝數； 基波繞組系數；基波繞組系數； 每極氣隙磁通量，單位為每極氣隙磁通量，單位為Wb。 f1N1kN1 m2. 2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件 由式（由式（2-1）可知，只要控制好）可知，只要控制好 Eg 和和 f1 ，便可達到控制磁通便可達到控制磁通 m 的目的，對此，

3、需要的目的，對此，需要考慮基頻（額定頻率）以下和基頻以上兩考慮基頻（額定頻率）以下和基頻以上兩種情況。種情況。 2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件 由式（由式（2-1）可知，要保持）可知，要保持 m 不變，當頻不變，當頻率率 f1 從額定值從額定值 f1N 向下調節(jié)時，必須同時降向下調節(jié)時，必須同時降低低 Eg ，使，使 1gfE常值常值 （2-3） 即采用恒值電動勢頻率比的控制方式采用恒值電動勢頻率比的控制方式。 2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件 然而，繞組中的感應電動勢是難以直接控制的，當電動勢值較高時，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓

4、降，而認為定子相電壓 U1 Eg，則得（2-5） 這是恒壓頻比的控制方式恒壓頻比的控制方式。常值11fU2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件 但是，在低頻時但是，在低頻時 U1 和和 Eg 都較小，定子都較小，定子阻抗壓降所占的份量就比較顯著，不再能阻抗壓降所占的份量就比較顯著，不再能忽略。這時，需要人為地把電壓忽略。這時，需要人為地把電壓 U1 抬高一抬高一些，以便些，以便近似地補償定子壓降近似地補償定子壓降。 帶定子壓降補償的恒壓頻比控制特性示帶定子壓降補償的恒壓頻比控制特性示于下圖中的于下圖中的 b 線，無補償的控制特性則為線，無補償的控制特性則為a 線。線。

5、2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件OUsf 1圖2-30 恒壓頻比控制特性UsNf 1Na 無補償無補償 b 帶定子壓降補償帶定子壓降補償 2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件 在基頻以上調速時，頻率應該從在基頻以上調速時，頻率應該從 f1N 向上升高，但定子電壓向上升高，但定子電壓U1 卻不可能超過卻不可能超過額定電壓額定電壓U1N ，最多只能保持，最多只能保持U1 = U1N ，這將迫使磁通與頻率成反比地降低，相這將迫使磁通與頻率成反比地降低，相當于直流電機弱磁升速的情況。當于直流電機弱磁升速的情況。 把基頻以下和基頻以上兩種情況的控把

6、基頻以下和基頻以上兩種情況的控制特性畫在一起，如下圖所示。制特性畫在一起，如下圖所示。 2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件f1N圖2-31 異步電機變壓變頻調速的控制特性 恒轉矩調速恒轉矩調速UsUsNmNm恒功率調速恒功率調速mUsf1O2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件 如果電機在不同轉速時所帶的負載都能使電流達到額定值，即都能在允許溫升下長期運行，則轉矩基本上隨磁通變化，按照電力拖動原理，在基頻以下，磁通恒定時轉矩也恒定，屬于“恒轉矩調速”性質，而在基頻以上，轉速升高時轉矩降低，基本上屬于“恒功率調速”。2.1.1 變頻器的恒變頻器

7、的恒U/f控制原理控制原理編輯課件U/f控制變頻器的實現(xiàn)方式有兩種1. 整流變壓、逆變變頻方式2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理編輯課件U/f控制變頻器的實現(xiàn)方式有兩種2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理2. 逆變變壓變頻方式逆變變壓變頻方式編輯課件2.1.1 變頻器的恒變頻器的恒U/f控制原理控制原理P15.圖圖2-3(a)(b)編輯課件什么是U/f控制？為什么變頻調速時還需要變壓？編輯課件 變頻器技術是強弱電混合、機電一體的綜合性技術，變頻器技術是強弱電混合、機電一體的綜合性技術，既要處理巨大電能的轉換（整流、逆變），又要處理信既要處理巨大電能的轉換（

8、整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此分息的收集、變換和傳輸，因此分成功率轉換（主電路）成功率轉換（主電路）和弱電控制（控制電路）兩大部分和弱電控制（控制電路）兩大部分。 主電路要解決與強電大電流有關的技術問題和新型主電路要解決與強電大電流有關的技術問題和新型電力電子器件的應用技術問題；控制電路要解決基于現(xiàn)電力電子器件的應用技術問題；控制電路要解決基于現(xiàn)代控制理論的控制策略和智能控制策略的硬、軟件開發(fā)代控制理論的控制策略和智能控制策略的硬、軟件開發(fā)問題，在目前狀況下主要全數字控制技術。問題，在目前狀況下主要全數字控制技術。CVCFVVVF編輯課件 變頻器技術是強弱電混合、機電一體的

9、綜合性技術，變頻器技術是強弱電混合、機電一體的綜合性技術，既要處理巨大電能的轉換（整流、逆變），又要處理信既要處理巨大電能的轉換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此分息的收集、變換和傳輸，因此分成功率轉換（主電路）成功率轉換（主電路）和弱電控制（控制電路）兩大部分和弱電控制（控制電路）兩大部分。 主電路要解決與強電大電流有關的技術問題和新型主電路要解決與強電大電流有關的技術問題和新型電力電子器件的應用技術問題；控制電路要解決基于現(xiàn)電力電子器件的應用技術問題；控制電路要解決基于現(xiàn)代控制理論的控制策略和智能控制策略的硬、軟件開發(fā)代控制理論的控制策略和智能控制策略的硬、軟件開發(fā)問題，

10、在目前狀況下主要全數字控制技術。問題，在目前狀況下主要全數字控制技術。CVCFVVVF編輯課件 通用變頻器硬件結構通用變頻器硬件結構編輯課件（1）整流電路整流電路組成：組成：VD1VD6。功能：將工頻交流電整流為脈動直流。功能：將工頻交流電整流為脈動直流電。電。當電源線電壓為當電源線電壓為380V380V時，整流器件的最大反向電壓時，整流器件的最大反向電壓一般為一般為1000V1000V，最大整流電流為通用變頻器額定電流的，最大整流電流為通用變頻器額定電流的2 2倍。倍。 （2）濾波電路濾波電路組成：組成：C1、C2、R1、R2。功能：將脈動直流電變?yōu)檩^平滑功能：將脈動直流電變?yōu)檩^平滑的直流電

11、。原理：電容濾波原理、電阻分壓原理。的直流電。原理：電容濾波原理、電阻分壓原理。 編輯課件3逆變電路逆變電路組成：組成：VT1VT6、VD7VD12。功能：將直流電變?yōu)轭l率和電壓可調的三相交流電。功能：將直流電變?yōu)轭l率和電壓可調的三相交流電。4指示電路指示電路組成：組成：R4、HL。編輯課件5制動單元制動單元組成：組成：VT7、R5功能：消耗電動機制動過程中的回饋能量，保護變頻器。功能：消耗電動機制動過程中的回饋能量，保護變頻器。制動單元工作原理：電動機制動時，回饋電流通過制動單元工作原理：電動機制動時，回饋電流通過VD7VD12給給C1、C2充電。當電容兩端電壓升到一定程度充電。當電容兩端電

12、壓升到一定程度時，計算機控制時，計算機控制VT7 導通，電容通過導通，電容通過R5和和VT7放電，電阻放電，電阻發(fā)熱消耗能量，電容兩端電壓降低，電動機制動。發(fā)熱消耗能量，電容兩端電壓降低，電動機制動。編輯課件（1 1）不可控整流電路）不可控整流電路1.整流電路整流電路整流電路分為可控整流電路和不可控整流電路兩種。整流電路分為可控整流電路和不可控整流電路兩種。ldUUU35. 134. 22dU特點：特點：不可控整流電路簡不可控整流電路簡單，優(yōu)點是輸入電流和電單，優(yōu)點是輸入電流和電源電壓基本可保持同相位，源電壓基本可保持同相位，cos1。但是整流器的。但是整流器的輸出端如果接電容濾波，輸出端如果

13、接電容濾波，輸入電流不是正弦波，有輸入電流不是正弦波，有較大的畸變，所以功率較大的畸變，所以功率因數不為因數不為1。513V編輯課件（2 2）可控整流電路）可控整流電路1.整流電路整流電路cos35. 1cos34. 22ldUUU特點：特點：可控整流電路波形可控整流電路波形有較大的畸變，對電網產有較大的畸變，對電網產生干擾，功率因數比不可生干擾，功率因數比不可控整流低?？卣鞯汀?現(xiàn)在變頻器通常采用現(xiàn)在變頻器通常采用不可控整流。不可控整流。dU編輯課件2 濾波電路濾波電路 在交在交- -直直- -交變壓變頻器中，按照中間直交變壓變頻器中，按照中間直流環(huán)節(jié)直流電源性質的不同或者說按儲能環(huán)流環(huán)節(jié)

14、直流電源性質的不同或者說按儲能環(huán)節(jié)（濾波方式）不同，逆變器可以分成節(jié)（濾波方式）不同，逆變器可以分成電壓電壓源型源型和和電流源型電流源型兩類，兩種類型的兩類，兩種類型的實際區(qū)別實際區(qū)別在于直流環(huán)節(jié)采用怎樣的濾波器在于直流環(huán)節(jié)采用怎樣的濾波器。下圖繪出。下圖繪出了電壓源型和電流源型逆變器的示意圖。了電壓源型和電流源型逆變器的示意圖。編輯課件逆變器逆變器LdIdCdUdUd+-a) 電壓源逆變器b) 電流源逆變器 電壓源型和電流源型逆變器示意圖2 濾波電路濾波電路編輯課件電壓源型逆變器電壓源型逆變器（Voltage Source Inverter -VSI ），直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波，因而直流電壓

15、波形比較平直，在理想情況下是一個內阻為零的恒壓源，輸出交流電壓是矩形波或階梯波，有時簡稱電壓型逆變器。2 濾波電路濾波電路編輯課件電流源型逆變器電流源型逆變器（Current Source Inverter- CSI），直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波，直流電流波形比較平直，相當于一個恒流源，輸出交流電流是矩形波或階梯波，或簡稱電流型逆變器。 2 濾波電路濾波電路編輯課件 兩類逆變器在主電路上雖然只是濾波環(huán)節(jié)的不同，在性能上卻帶來了明顯的差異，主要表現(xiàn)如下： （1）無功能量的緩沖）無功能量的緩沖 在調速系統(tǒng)中，逆變器的負載是異步電機，屬感性負載。在中間直流環(huán)節(jié)與負載電機之間，除了有功功率的傳送外，還存在

16、無功功率的交換。濾波器除濾波外還起著對無功功率的緩沖作用，使它不致影響到交流電網。2 濾波電路濾波電路編輯課件 因此，兩類逆變器的區(qū)別還表現(xiàn)在采用什么儲能元件（電容器或電感器）來緩沖無功能量。 （2）能量的回饋）能量的回饋 用電流源型逆變器給異步電機供電的電流源型變壓變頻調速系統(tǒng)有一個顯著特征，就是容易實現(xiàn)能量的回饋，從而便于四象限運行，適用于需要回饋制動和經常正、反轉的生產機械。2 濾波電路濾波電路編輯課件 下面以由晶閘管可控整流器UCR和電流源型串聯(lián)二極管式晶閘管逆變器CSI構成的交-直-交變壓變頻調速系統(tǒng)（如下圖所示）為例，說明電動運行和回饋制動兩種狀態(tài)。2 濾波電路濾波電路編輯課件圖2

17、-20-a 電流源型交-直-交變壓變頻調速系統(tǒng)的兩種運行狀態(tài)M3+-UdIdLdCSI 電動Te 逆變UCRa）電動運行P2 濾波電路濾波電路編輯課件 當電動運行時，UCR的控制角 ，電動機以轉速運行，電功率的傳送方向如上圖a所示。2 濾波電路濾波電路編輯課件圖2-20-b 電流源型交-直-交變壓變頻調速系統(tǒng)的兩種運行狀態(tài)M3+-UdIdLdCSI 90o有源逆變1 發(fā)電Te整流UCRb）逆變運行P2 濾波電路濾波電路編輯課件如果降低變壓變頻器的輸出頻率 1，或從機械上抬高電機轉速 ，使 1 90 ，則異步電機轉入發(fā)電狀態(tài)，逆變器轉入整流狀態(tài)，而可控整流器轉入有源逆變狀態(tài)，此時直流電壓Ud 立

18、即反向，而電流 Id 方向不變，電能由電機回饋給交流電網（圖b）。 2 濾波電路濾波電路編輯課件 與此相反，采用電壓源型的交-直-交變壓變頻調速系統(tǒng)要實現(xiàn)回饋制動和四象限運行卻很困難，因為其中間直流環(huán)節(jié)有大電容鉗制著電壓的極性，不可能迅速反向，而電流受到器件單向導電性的制約也不能反向，所以在原裝置上無法實現(xiàn)回饋制動。2 濾波電路濾波電路編輯課件 必須制動時，只得在直流環(huán)節(jié)中并聯(lián)電阻實現(xiàn)能耗制動，或者與UCR反并聯(lián)一組反向的可控整流器，用以通過反向的制動電流，而保持電壓極性不變，實現(xiàn)回饋制動。這樣做，設備要復雜多了。 2 濾波電路濾波電路編輯課件 （3）動態(tài)響應）動態(tài)響應 正由于交-直-交電流源

19、型變壓變頻調速系統(tǒng)的直流電壓可以迅速改變，所以動態(tài)響應比較快，而電壓源型變壓變頻調速系統(tǒng)的動態(tài)響應就慢得多。 （4）輸出波形）輸出波形 電壓源型逆變器輸出的電壓波形為方波，電流源型逆變器輸出的電流波形為方波（見下表）。 2 濾波電路濾波電路編輯課件表2-1 兩種逆變器輸出波形比較2 濾波電路濾波電路編輯課件 （4）應用場合）應用場合 電壓源型逆變器屬恒壓源，電壓源型逆變器屬恒壓源，電壓控制響應慢，不易波動，所以適于做電壓控制響應慢，不易波動，所以適于做多臺電機同步運行時的供電電源，或單臺多臺電機同步運行時的供電電源，或單臺電機調速但不要求快速起制動和快速減速電機調速但不要求快速起制動和快速減速

20、的場合。采用電流源型逆變器的系統(tǒng)則相的場合。采用電流源型逆變器的系統(tǒng)則相反，不適用于多電機傳動，但可以滿足快反，不適用于多電機傳動，但可以滿足快速起制動和可逆運行的要求速起制動和可逆運行的要求。2 濾波電路濾波電路編輯課件 從整體結構（從整體結構（變流環(huán)節(jié)不同）變流環(huán)節(jié)不同）上看，電力上看，電力電子變壓變頻器可分為交電子變壓變頻器可分為交-直直-交和交交和交-交兩交兩大類。大類。 （1）交）交-直直-交變壓變頻器交變壓變頻器 交交-直直-交變壓變頻器先將工頻交流電源通交變壓變頻器先將工頻交流電源通過整流器變換成直流，再通過逆變器變換過整流器變換成直流，再通過逆變器變換成可控頻率和電壓的交流，如

21、下圖所示。成可控頻率和電壓的交流，如下圖所示。3 逆變電路逆變電路編輯課件圖2-21 交-直-交（間接）變壓變頻器 變壓變頻變壓變頻(VVVF)中間直流環(huán)節(jié)中間直流環(huán)節(jié)恒壓恒頻恒壓恒頻(CVCF)逆變逆變DCACAC50Hz整流整流3 逆變電路逆變電路編輯課件 由于這類變壓變頻器在恒頻交流電源和由于這類變壓變頻器在恒頻交流電源和變頻交流輸出之間有一個變頻交流輸出之間有一個“中間直流環(huán)中間直流環(huán)節(jié)節(jié)”，所以又稱間接式的變壓變頻器。，所以又稱間接式的變壓變頻器。 具體的整流和逆變電路種類很多，當前具體的整流和逆變電路種類很多，當前應用應用最廣的是由二極管組成不控整流器和最廣的是由二極管組成不控整流

22、器和由功率開關器件（由功率開關器件（P-MOSFET，IGBT等）等）組成的脈寬調制（組成的脈寬調制（PWM）逆變器）逆變器，簡稱，簡稱PWM變壓變頻器變壓變頻器，如下圖所示。，如下圖所示。3 逆變電路逆變電路編輯課件圖2-22 交-直-交PWM變壓變頻器變壓變頻變壓變頻(VVVF)中間直流環(huán)節(jié)中間直流環(huán)節(jié)恒壓恒頻恒壓恒頻(CVCF)PWM逆變器逆變器DCACAC50Hz調壓調頻調壓調頻C3 逆變電路逆變電路編輯課件 PWM變壓變頻器的應用之所以如此廣變壓變頻器的應用之所以如此廣泛，是由于它具有如下的一系列優(yōu)點：泛，是由于它具有如下的一系列優(yōu)點： （1）在主電路整流和逆變兩個單元中，）在主電路

23、整流和逆變兩個單元中，只有逆變單元可控只有逆變單元可控，通過它同時調節(jié)電壓，通過它同時調節(jié)電壓和頻率，結構簡單。采用全控型的功率開和頻率，結構簡單。采用全控型的功率開關器件，只通過驅動電壓脈沖進行控制，關器件，只通過驅動電壓脈沖進行控制，電路也簡單，效率高。電路也簡單，效率高。 3 逆變電路逆變電路編輯課件 （2）輸出電壓波形雖是一系列的）輸出電壓波形雖是一系列的PWM波，波，但由于采用了恰當的但由于采用了恰當的PWM控制技術，控制技術，正正弦基波的比重較大弦基波的比重較大，影響電機運行的低次，影響電機運行的低次諧波受到很大的抑制，因而轉矩脈動小，諧波受到很大的抑制，因而轉矩脈動小，提高了系統(tǒng)

24、的調速范圍和穩(wěn)態(tài)性能。提高了系統(tǒng)的調速范圍和穩(wěn)態(tài)性能。3 逆變電路逆變電路編輯課件 （3）逆變器同時實現(xiàn)調壓和調頻逆變器同時實現(xiàn)調壓和調頻，動態(tài)，動態(tài)響應不受中間直流環(huán)節(jié)濾波器參數的影響，響應不受中間直流環(huán)節(jié)濾波器參數的影響，系統(tǒng)的動態(tài)性能也得以提高。系統(tǒng)的動態(tài)性能也得以提高。 （4）采用）采用不可控的二極管整流器不可控的二極管整流器，電源，電源側功率因素較高，且不受逆變輸出電壓大側功率因素較高，且不受逆變輸出電壓大小的影響。小的影響。 3 逆變電路逆變電路編輯課件 PWM變壓變頻器常用的功率開關器件變壓變頻器常用的功率開關器件有：有：P-MOSFET，IGBT，GTO和替代和替代GTO的電壓

25、控制器件如的電壓控制器件如IGCT、IEGT等。等。 受到開關器件額定電壓和電流的限制，受到開關器件額定電壓和電流的限制，對于特大容量電機的變壓變頻調速仍只好對于特大容量電機的變壓變頻調速仍只好采用半控型的晶閘管（采用半控型的晶閘管（SCR），并用可控），并用可控整流器調壓和六拍逆變器調頻的交整流器調壓和六拍逆變器調頻的交-直直-交交變壓變頻器。變壓變頻器。 3 逆變電路逆變電路編輯課件 交交-直直-交變壓變頻器中的逆變器一般接交變壓變頻器中的逆變器一般接成三相橋式電路，以便輸出三相交流變頻成三相橋式電路，以便輸出三相交流變頻電源，下圖為電源，下圖為6個電力電子開關器件個電力電子開關器件VT1

26、 VT6 組成的三相逆變器主電路，圖中用開組成的三相逆變器主電路，圖中用開關符號代表任何一種電力電子開關器件。關符號代表任何一種電力電子開關器件。3 逆變電路逆變電路編輯課件CdVT1VT3VT5VT4VT6VT2UVWUd 2Ud 2RL圖2-23 三相橋式逆變器主電路3 逆變電路逆變電路NN編輯課件 控制各開關器件輪流導通和關斷，可使控制各開關器件輪流導通和關斷，可使輸出端得到三相交流電壓。在某一瞬間，輸出端得到三相交流電壓。在某一瞬間，控制一個開關器件關斷，同時使另一個器控制一個開關器件關斷，同時使另一個器件導通，就實現(xiàn)了兩個器件之間的換流。件導通，就實現(xiàn)了兩個器件之間的換流。在三相橋式

27、逆變器中，在三相橋式逆變器中，有有180導通型和導通型和120導通型兩種換流方式導通型兩種換流方式。3 逆變電路逆變電路編輯課件 同一橋臂上、下兩管之間互相換流同一橋臂上、下兩管之間互相換流的逆的逆變器稱作變器稱作180導通型逆變器。導通型逆變器。 例如，當例如，當VT1關斷后，使關斷后，使VT4導通，而當導通，而當VT4關斷關斷后，又使后，又使VT1導通。這時，每個開關器件在一個導通。這時，每個開關器件在一個周期內導通的區(qū)間是周期內導通的區(qū)間是180，其他各相亦均如此。，其他各相亦均如此。由于每隔由于每隔60有一個器件開關，在有一個器件開關，在180導通型導通型逆變器中，逆變器中，除換流期間

28、外，每一時刻總有除換流期間外，每一時刻總有3個開個開關器件同時導通關器件同時導通。3 逆變電路逆變電路編輯課件 但須注意，必須防止同一橋臂的上、下但須注意，必須防止同一橋臂的上、下兩管同時導通，否則將造成直流電源短路，兩管同時導通，否則將造成直流電源短路，謂之謂之“直通直通”。為此，在換流時，必須采。為此，在換流時，必須采取取“先斷后通先斷后通”的方法，即先給應關斷的的方法，即先給應關斷的器件發(fā)出關斷信號，待其關斷后留一定的器件發(fā)出關斷信號，待其關斷后留一定的時間裕量，叫做時間裕量，叫做“死區(qū)時間死區(qū)時間”，再給應導，再給應導通的器件發(fā)出開通信號。通的器件發(fā)出開通信號。3 逆變電路逆變電路編輯

29、課件 死區(qū)時間的長短視器件的開關速度而死區(qū)時間的長短視器件的開關速度而定，器件的開關速度越快時，所留的死區(qū)定，器件的開關速度越快時，所留的死區(qū)時間可以越短。為了安全起見，設置死區(qū)時間可以越短。為了安全起見，設置死區(qū)時間是非常必要的，但它會造成輸出電壓時間是非常必要的，但它會造成輸出電壓波形的畸變。波形的畸變。3 逆變電路逆變電路編輯課件tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUNuUNuUNiUiduVNuWNuNNUdUd2Ud3Ud62 Ud3圖圖2-24 2-24 電壓型逆變電路的波形電壓型逆變電路的波形編輯課件 120導通型逆變器的導通型逆變器的換流是在不同換

30、流是在不同橋臂中同一排左、右兩管之間進行橋臂中同一排左、右兩管之間進行的。的。 例如，例如，VT1關斷后使關斷后使VT3導通，導通，VT3關斷后使關斷后使VT5導通，導通，VT4關斷后使關斷后使VT6導通等等。這時，導通等等。這時，每個開關器件一次連續(xù)導通每個開關器件一次連續(xù)導通120，在同一時在同一時刻只有兩個器件導通刻只有兩個器件導通，如果負載電機繞組是，如果負載電機繞組是Y聯(lián)結，則只有兩相導電，另一相懸空。聯(lián)結，則只有兩相導電，另一相懸空。 3 逆變電路逆變電路編輯課件tOtOtOtOIdiViWuUViU3 逆變電路逆變電路編輯課件 交交-交變壓變頻器的基本結構如下圖所交變壓變頻器的基

31、本結構如下圖所示，它只有一個變換環(huán)節(jié)，把恒壓恒頻示，它只有一個變換環(huán)節(jié)，把恒壓恒頻（CVCF）的交流電源直接變換成）的交流電源直接變換成VVVF輸出輸出（轉換前后的相數相同）（轉換前后的相數相同），因此又稱，因此又稱直接式變壓變頻器。直接式變壓變頻器。 有時為了突出其變頻功能，也稱作周波有時為了突出其變頻功能，也稱作周波變換器（變換器（Cycloconveter）。）。 3 逆變電路逆變電路編輯課件圖圖2-27 交交-交（直接）變壓變頻器交（直接）變壓變頻器交交變頻交交變頻AC50HzACCVCFVVVF3 逆變電路逆變電路編輯課件 常用的交常用的交-交變壓變頻器輸出的每一相都交變壓變頻器輸出

32、的每一相都是一個由正、反兩組晶閘管可控整流裝置是一個由正、反兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路。反并聯(lián)的可逆線路。 也就是說，每一相都相當于一套直流可也就是說，每一相都相當于一套直流可逆調速系統(tǒng)的反并聯(lián)可逆線路（下圖逆調速系統(tǒng)的反并聯(lián)可逆線路（下圖a）。）。3 逆變電路逆變電路編輯課件VRVFId-Id+-+a) 電路結構負負載載50Hz50Hzu0圖2-28-a 交-交變壓變頻器每一相的可逆線路3 逆變電路逆變電路編輯課件整半周控制方式整半周控制方式 正、反兩組按一定周期相互切換，在負正、反兩組按一定周期相互切換，在負載上就獲得交變的輸出電壓載上就獲得交變的輸出電壓 u0 ， u0 的幅

33、的幅值決定于各組可控整流裝置的控制角值決定于各組可控整流裝置的控制角 ， u0 的頻率決定于正、反兩組整流裝置的切的頻率決定于正、反兩組整流裝置的切換頻率。如果控制角一直不變，則輸出平換頻率。如果控制角一直不變，則輸出平均電壓是方波，如下圖均電壓是方波，如下圖 b 所示。所示。3 逆變電路逆變電路編輯課件圖2-28 -b 方波型平均輸出電壓波形tu0正組通正組通反組通反組通正組通正組通反組通反組通輸出電壓波形輸出電壓波形3 逆變電路逆變電路編輯課件 調制控制方式調制控制方式 要獲得正弦波輸出，就必須在每一組整要獲得正弦波輸出，就必須在每一組整流裝置導通期間不斷改變其控制角。流裝置導通期間不斷改

34、變其控制角。例如例如：在正向組導通的半個周期中，使控制：在正向組導通的半個周期中，使控制角角 由由 /2（對應于平均電壓（對應于平均電壓 u0 = 0）逐漸）逐漸減小到減小到 0（對應于（對應于 u0 最大），然后再逐漸最大），然后再逐漸增加到增加到 /2（ u0 再變?yōu)樵僮優(yōu)?），如下圖所示。），如下圖所示。3 逆變電路逆變電路編輯課件2AO t 0 2 BCDEFu0圖2-29 交-交變壓變頻器的單相正弦波輸出電壓波形輸出電壓波形3 逆變電路逆變電路編輯課件 當當 角按正弦規(guī)律變化時，半周中的平角按正弦規(guī)律變化時，半周中的平均輸出電壓即為圖中虛線所示的正弦波。均輸出電壓即為圖中虛線所示的正

35、弦波。對反向組負半周的控制也是這樣。對反向組負半周的控制也是這樣。 3 逆變電路逆變電路編輯課件 三相交交變頻電路可以由三相交交變頻電路可以由3個單相交交變個單相交交變頻電路組成，其基本結構如下圖所示。頻電路組成，其基本結構如下圖所示。 如果每組可控整流裝置都用橋式電路，如果每組可控整流裝置都用橋式電路，含含6個晶閘管（當每一橋臂都是單管時），個晶閘管（當每一橋臂都是單管時），則三相可逆線路共需則三相可逆線路共需36個晶閘管，即使采個晶閘管，即使采用零式電路也須用零式電路也須18個晶閘管。個晶閘管。編輯課件編輯課件編輯課件三相橋式交交變頻電路編輯課件 因此，這樣的交因此，這樣的交- -交變壓變

36、頻器雖然在結交變壓變頻器雖然在結構上只有一個變換環(huán)節(jié)，省去了中間直流構上只有一個變換環(huán)節(jié)，省去了中間直流環(huán)節(jié)，看似簡單，但所用的器件數量卻很環(huán)節(jié)，看似簡單，但所用的器件數量卻很多，總體設備相當龐大。多，總體設備相當龐大。 不過這些設備都是直流調速系統(tǒng)中常用不過這些設備都是直流調速系統(tǒng)中常用的可逆整流裝置，在技術上和制造工藝上的可逆整流裝置，在技術上和制造工藝上都很成熟，目前國內有些企業(yè)已有可靠的都很成熟，目前國內有些企業(yè)已有可靠的產品。產品。3 逆變電路逆變電路編輯課件 這類交這類交-交變頻器的其他缺點是：輸入交變頻器的其他缺點是：輸入功率因數較低，諧波電流含量大，頻譜復功率因數較低，諧波電流

37、含量大，頻譜復雜，因此須配置諧波濾波和無功補償設備。雜，因此須配置諧波濾波和無功補償設備。其最高輸出頻率不超過電網頻率的其最高輸出頻率不超過電網頻率的 1/3 1/2，一般主要用于軋機主傳動、球磨機、水泥一般主要用于軋機主傳動、球磨機、水泥回轉窯等大容量、低轉速的調速系統(tǒng)，供回轉窯等大容量、低轉速的調速系統(tǒng)，供電給低速電機直接傳動時，可以省去龐大電給低速電機直接傳動時，可以省去龐大的齒輪減速箱。的齒輪減速箱。3 逆變電路逆變電路編輯課件 近年來又出現(xiàn)了一種采用全控型開關近年來又出現(xiàn)了一種采用全控型開關器件的矩陣式交器件的矩陣式交-交變壓變頻器，類似于交變壓變頻器，類似于 PWM控制方式，輸出電

38、壓和輸入電流的低控制方式，輸出電壓和輸入電流的低次諧波都較小，輸入功率因數可調，能量次諧波都較小，輸入功率因數可調，能量可雙向流動，以獲得四象限運行，但當輸可雙向流動，以獲得四象限運行，但當輸出電壓必須為正弦波時，最大輸出輸入電出電壓必須為正弦波時，最大輸出輸入電壓比只有壓比只有0.866。目前這類變壓變頻器尚處。目前這類變壓變頻器尚處于開發(fā)階段，其發(fā)展前景是很好的。于開發(fā)階段，其發(fā)展前景是很好的。 3 逆變電路逆變電路編輯課件變頻器由幾部分組成，各部分都具有變頻器由幾部分組成，各部分都具有什么功能。什么功能。變頻器種類很多，其中按濾波方式可變頻器種類很多，其中按濾波方式可分為什么類型。分為什

39、么類型。編輯課件根據變頻器的變流環(huán)節(jié)的不同進行分類根據變頻器的變流環(huán)節(jié)的不同進行分類 ：（1 1）交直交變頻器）交直交變頻器 交直交變頻器是先將頻率固定的交流電交直交變頻器是先將頻率固定的交流電“整流整流”成直流電，再把直流電成直流電，再把直流電“逆變逆變”成頻率任意可成頻率任意可調的三相交流電，又稱間接式變頻器。目前應調的三相交流電，又稱間接式變頻器。目前應用廣泛的通用型變頻器都是交直交變頻器。用廣泛的通用型變頻器都是交直交變頻器。（2 2）交交變頻器）交交變頻器 交交變頻器就是把頻率固定的交流電直接轉換交交變頻器就是把頻率固定的交流電直接轉換成頻率任意可調的交流電，而且轉換前后的相成頻率任

40、意可調的交流電，而且轉換前后的相數相同，又稱直接式變頻器或周波變頻器。數相同，又稱直接式變頻器或周波變頻器。 編輯課件根據直流電路的儲能環(huán)節(jié)（或濾波方式）分類頻根據直流電路的儲能環(huán)節(jié)（或濾波方式）分類頻器的變流環(huán)節(jié)的不同進行分類器的變流環(huán)節(jié)的不同進行分類 ：（1 1）電壓型變頻器）電壓型變頻器電壓型變頻器的儲能元件為電容器，其特點是中電壓型變頻器的儲能元件為電容器，其特點是中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容，負載的無功間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容，負載的無功功率將由它來緩沖，直流電壓比較平穩(wěn)，直流電功率將由它來緩沖，直流電壓比較平穩(wěn)，直流電源內阻較小，相當于電壓源，故稱電壓型變頻器，源內阻較小

41、，相當于電壓源，故稱電壓型變頻器，常選用于負載電壓變化較大的場合。常選用于負載電壓變化較大的場合。 （2 2）電流型變頻器電流型變頻器的儲能元件為）電流型變頻器電流型變頻器的儲能元件為電感線圈，因此其特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電電感線圈，因此其特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲能環(huán)節(jié)，緩沖無功功率，即扼制電流的感作為儲能環(huán)節(jié)，緩沖無功功率，即扼制電流的變化，使電壓接近正弦波，由于該直流內阻較大，變化，使電壓接近正弦波，由于該直流內阻較大，故稱電流型變頻器。故稱電流型變頻器。編輯課件 根據電壓的調制方式分類根據電壓的調制方式分類 （1 1）正弦波脈寬調制（）正弦波脈寬調制（SPWMSPWM）變頻器

42、）變頻器正弦波脈寬調制變頻器是指輸出電壓的大小是正弦波脈寬調制變頻器是指輸出電壓的大小是通過調節(jié)脈沖占空比來實現(xiàn)的，且載頻信號用通過調節(jié)脈沖占空比來實現(xiàn)的，且載頻信號用等腰三角波，而基準信號采用正弦波。中、小等腰三角波，而基準信號采用正弦波。中、小容量的通用變頻器幾乎全都采用此類變頻器。容量的通用變頻器幾乎全都采用此類變頻器。 （2 2）脈幅調制（）脈幅調制（PAMPAM）變頻器）變頻器脈幅調制變頻器是指將變壓與變頻分開完成，脈幅調制變頻器是指將變壓與變頻分開完成，即在把交流電整流為直流電的同時改變直流電即在把交流電整流為直流電的同時改變直流電壓的幅值，而后將直流電壓逆變?yōu)榻涣麟姇r改壓的幅值，

43、而后將直流電壓逆變?yōu)榻涣麟姇r改變交流電頻率的變壓變頻控制方式。變交流電頻率的變壓變頻控制方式。 編輯課件根據控制方式分類根據控制方式分類 ：（1 1）U/FU/F控制控制（2 2）轉差頻率控制）轉差頻率控制（3 3）矢量控制）矢量控制（4 4）直接轉矩控制）直接轉矩控制編輯課件根據輸入電源的相數分類根據輸入電源的相數分類 （1 1）三進三出變頻器）三進三出變頻器變頻器的輸入側和輸出側都是三相交流電。絕變頻器的輸入側和輸出側都是三相交流電。絕大多數變頻器都屬此類。大多數變頻器都屬此類。 （2 2）單進三出變頻器）單進三出變頻器變頻器的輸入側為單相交流電，輸出側是三相變頻器的輸入側為單相交流電，輸

44、出側是三相交流電，俗稱交流電，俗稱“單相變頻器單相變頻器”。該類變頻器通。該類變頻器通常容量較小，且適合在單相電源情況下使用，常容量較小，且適合在單相電源情況下使用，如家用電器里的變頻器均屬此類。如家用電器里的變頻器均屬此類。 編輯課件根據負載轉矩特性分類根據負載轉矩特性分類 （1 1）P P型機變頻器型機變頻器適用于變轉矩負載的變頻器。適用于變轉矩負載的變頻器。（2 2）G G型機變頻器型機變頻器適用于恒轉矩負載的變頻器。適用于恒轉矩負載的變頻器。（3 3）P/GP/G合一型變頻器合一型變頻器同一種機型既可以使用變轉矩負載，又可以適同一種機型既可以使用變轉矩負載，又可以適用于恒轉矩負載；同時

45、在變轉矩方式下，其標用于恒轉矩負載；同時在變轉矩方式下，其標稱功率大一檔。稱功率大一檔。編輯課件根據應用場合分類根據應用場合分類 （1 1）通用變頻器）通用變頻器通用變頻器的特點是其通用性，可應用在標準異步電機通用變頻器的特點是其通用性，可應用在標準異步電機傳動、工業(yè)生產及民用、建筑等各個領域。通用變頻器傳動、工業(yè)生產及民用、建筑等各個領域。通用變頻器的控制方式，已經從最簡單的恒壓頻比控制方式向高性的控制方式，已經從最簡單的恒壓頻比控制方式向高性能的矢量控制、直接轉矩控制等發(fā)展。能的矢量控制、直接轉矩控制等發(fā)展。（2 2）專用變頻器）專用變頻器專用變頻器的特點是其行業(yè)專用性，它針對不同的行業(yè)專

46、用變頻器的特點是其行業(yè)專用性，它針對不同的行業(yè)特點集成了可編程控制器以及很多硬件外設，可以在不特點集成了可編程控制器以及很多硬件外設，可以在不增加外部板件的基礎上直接應用于行業(yè)中。比如，恒壓增加外部板件的基礎上直接應用于行業(yè)中。比如，恒壓供水專用變頻器就能處理供水中變頻與工頻切換、一拖供水專用變頻器就能處理供水中變頻與工頻切換、一拖多控制等。多控制等。編輯課件什么是交-直-交類型變頻器，根據濾波環(huán)節(jié)其分成幾種類型？什么是單相變頻器？編輯課件1. SPWM調制原理調制原理 以正弦波作為逆變器輸出的期望波形，以正弦波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以頻率比期望波高得

47、多的等腰三角波作為載波（波（Carrier wave），并用頻率和期望波相），并用頻率和期望波相同的正弦波作為調制波（同的正弦波作為調制波（Modulation wave），當調制波與載波相交時，由它們），當調制波與載波相交時，由它們的交點確定逆變器開關器件的通斷時刻，從的交點確定逆變器開關器件的通斷時刻，從而獲得在正弦調制波的半個周期內呈兩邊窄而獲得在正弦調制波的半個周期內呈兩邊窄中間寬的一系列等幅不等寬的矩形波。中間寬的一系列等幅不等寬的矩形波。編輯課件圖6-5urucuOtOtuouofuoUd- Ud編輯課件圖2-38 PWM調制原理編輯課件 按照波形面積相等的原則，每一個矩形按照波形

48、面積相等的原則，每一個矩形波的面積與相應位置的正弦波面積相等，波的面積與相應位置的正弦波面積相等，因而這個序列的矩形波與期望的正弦波等因而這個序列的矩形波與期望的正弦波等效。這種調制方法稱作正弦波脈寬調制效。這種調制方法稱作正弦波脈寬調制（Sinusoidal pulse width modulation，簡，簡稱稱SPWM），這種序列的矩形波稱作），這種序列的矩形波稱作SPWM波。波。 編輯課件如果在正弦調制波的半個周期內，三角載如果在正弦調制波的半個周期內，三角載波只在正或負的一種極性范圍內變化，所波只在正或負的一種極性范圍內變化，所得到的得到的SPWM波也只處于一個極性的范圍波也只處于一

49、個極性的范圍內，叫做單極性控制方式。內，叫做單極性控制方式。如果在正弦調制波半個周期內，三角載波如果在正弦調制波半個周期內，三角載波在正負極性之間連續(xù)變化，則在正負極性之間連續(xù)變化，則SPWM波也波也是在正負之間變化，叫做雙極性控制方式。是在正負之間變化，叫做雙極性控制方式。編輯課件圖6-5urucuOtOtuouofuoUd- Ud（1）單極性）單極性PWM控制方式控制方式編輯課件圖6-6urucuOtOtuouofuoUd-Ud編輯課件模擬電子電路模擬電子電路 采用正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器采用正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器和比較器來實現(xiàn)上述的和比較器來實現(xiàn)上述的SPWM控制?？刂?。數字控制電

50、路數字控制電路 硬件電路；硬件電路； 軟件實現(xiàn)。軟件實現(xiàn)。編輯課件編輯課件自然采樣法自然采樣法只是把同樣的方法數字只是把同樣的方法數字化，化， 自然采樣法的運算比較復雜；自然采樣法的運算比較復雜；規(guī)則采樣法規(guī)則采樣法在工程上更實用的簡化在工程上更實用的簡化方法，由于簡化方法的不同，衍生出多方法，由于簡化方法的不同，衍生出多種規(guī)則采樣法。種規(guī)則采樣法。編輯課件 將三相正弦將三相正弦波與三角波比波與三角波比較，在波形相較，在波形相交點自然地確交點自然地確定脈沖的采樣定脈沖的采樣點和開關點。點和開關點。即采樣點和開即采樣點和開關點重合。關點重合。對稱規(guī)則采樣編輯課件l優(yōu)點：優(yōu)點：1 1、基波幅值與調

51、制度、基波幅值與調制度MM成正比，利于調壓；成正比，利于調壓；2 2、高次諧波隨著載波比、高次諧波隨著載波比N N與調制度與調制度MM的增的增大而減小，有利于波形正弦化。大而減小，有利于波形正弦化。l缺點：缺點：1 1、實時控制時難以計算脈沖寬度；、實時控制時難以計算脈沖寬度；2 2、離線計算，利用查表法輸出、離線計算，利用查表法輸出PWMPWM波，波，占有內存過大，不符合微機等采樣周期的占有內存過大，不符合微機等采樣周期的控制要求?？刂埔蟆＞庉嬚n件 在載波三角波的固定點對正弦波進行采在載波三角波的固定點對正弦波進行采樣，以確定脈沖的前沿和后沿時刻，而并樣，以確定脈沖的前沿和后沿時刻，而并不

52、管此時是否發(fā)生正弦調制波與載波三角不管此時是否發(fā)生正弦調制波與載波三角波相交。也就是說采樣點和開關點不重合，波相交。也就是說采樣點和開關點不重合，采樣點是固定的，開關點是變化的。開關采樣點是固定的，開關點是變化的。開關的轉換時刻可以利用簡單的三角函數在線的轉換時刻可以利用簡單的三角函數在線地計算出來，滿足了微機全數字控制的需地計算出來，滿足了微機全數字控制的需要。要。編輯課件對稱規(guī)則采樣不對稱規(guī)則采樣平均對稱規(guī)則采樣編輯課件對稱規(guī)則采樣對稱規(guī)則采樣中生對稱規(guī)則采樣中生成的成的PWMPWM脈寬較實脈寬較實際的正弦波與三角際的正弦波與三角波自然相交的脈寬波自然相交的脈寬偏小，使變頻電源偏小，使變頻

53、電源的輸出電壓較低。的輸出電壓較低。編輯課件不對稱規(guī)則采樣不規(guī)則采樣中，雖不規(guī)則采樣中，雖能更真實地反映自能更真實地反映自然采樣，但由于在然采樣，但由于在一個載波周期中需一個載波周期中需要采樣兩次，極大要采樣兩次，極大地增加了數據的處地增加了數據的處理量。理量。編輯課件平均對稱規(guī)則采樣在實際采樣中我們采在實際采樣中我們采用的是平均對稱規(guī)則用的是平均對稱規(guī)則采樣。采樣時刻設在采樣。采樣時刻設在三角載波的谷底處，三角載波的谷底處，以此刻的正弦波數值以此刻的正弦波數值為中心，確定為中心，確定PWMPWM脈沖的前后沿。脈沖的前后沿。編輯課件圖6-12ucuOturTcADBOtuotAtDtB 22三

54、角波兩個三角波兩個正峰值之間正峰值之間為一個采樣為一個采樣周期周期Tc編輯課件圖6-12ucuOturTcADBOtuotAtDtB 22自然采樣法自然采樣法中，脈沖中中，脈沖中點不和三角點不和三角波一周期的波一周期的中點（即負中點（即負峰點）重合峰點）重合編輯課件圖6-12ucuOturTcADBOtuotAtDtB 22規(guī)則采樣法規(guī)則采樣法使兩者重合，使兩者重合，每個脈沖的每個脈沖的中點都以相中點都以相應的三角波應的三角波中點為對稱，中點為對稱，使計算大為使計算大為簡化簡化編輯課件圖6-12ucuOturTcADBOtuotAtDtB 22在三角波的負峰在三角波的負峰時刻時刻t tDD對正

55、弦信對正弦信號波采樣得號波采樣得DD點，點，過過 DD作水平直線作水平直線和三角波分別交和三角波分別交于于A A、B B點，在點，在A A點時刻點時刻 t tA A和和B B點點時刻時刻 t tB B控制開控制開關器件的通斷關器件的通斷編輯課件圖6-12ucuOturTcADBOtuotAtDtB 22脈沖寬度脈沖寬度 和用自然采和用自然采樣法得到的樣法得到的脈沖寬度非脈沖寬度非常接近常接近編輯課件圖6-12ucuOturTcADBOtuotAtDtB 22正弦調制信號波正弦調制信號波式中，式中，M M 稱為調稱為調制度，制度，0 0 M M 11； r r為信號為信號波角頻率。波角頻率。tM

56、urrsin 編輯課件圖6-12ucuOturTcADBOtuotAtDtB 22從圖中可得從圖中可得因此可得因此可得2/22/sin1cDrTtM)sin1 (2DrctMT)sin1 (421DrcctMTT編輯課件 根據上述采樣原理和計算公式，可以根據上述采樣原理和計算公式，可以用計算機實時控制產生用計算機實時控制產生SPWM波形，具波形，具體實現(xiàn)方法有：體實現(xiàn)方法有：查表法查表法可以先離線計算出相應的脈可以先離線計算出相應的脈寬寬 等數據存放在內存中，然后在調速等數據存放在內存中，然后在調速系統(tǒng)實時控制過程中通過查表和加、減系統(tǒng)實時控制過程中通過查表和加、減運算求出各相脈寬時間和間隙時

57、間。運算求出各相脈寬時間和間隙時間。編輯課件實時計算法實時計算法事先在內存中存放正弦函事先在內存中存放正弦函數和數和T Tc c /2/2值，控制時先查出正弦值，與調值，控制時先查出正弦值，與調速系統(tǒng)所需的調制度速系統(tǒng)所需的調制度MM作乘法運算，再根作乘法運算，再根據給定的載波頻率查出相應的據給定的載波頻率查出相應的T Tc c /2/2值，由值，由計算公式計算脈寬時間和間隙時間。計算公式計算脈寬時間和間隙時間。編輯課件 由于由于PWM變壓變頻器的應用非常廣泛，變壓變頻器的應用非常廣泛，已制成多種專用集成電路芯片作為已制成多種專用集成電路芯片作為SPWM信號的發(fā)生器，應用較多的有信號的發(fā)生器，

58、應用較多的有HEF4752、SLE4520、SA8281、SA8282、SA4828等。等。后來更進一步把它做在微機芯片里面，生后來更進一步把它做在微機芯片里面，生產出多種帶產出多種帶PWM信號輸出口的電機控制信號輸出口的電機控制用的用的8位、位、16位微機芯片和位微機芯片和DSP。 數字控制電路（硬件電路實現(xiàn)方法）數字控制電路（硬件電路實現(xiàn)方法）編輯課件載波比載波比載波頻率載波頻率 fc與調制信號頻率與調制信號頻率 fr 之比之比N，既既 N = fc / fr 根據載波和信號波是否同步及載波比根據載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，的變化情況，PWM調制方式分為調制方式分為異步調異步調

59、制制和和同步調制同步調制。編輯課件 異步調制異步調制載波信號和調制信號不載波信號和調制信號不同步的調制方式。同步的調制方式。通常保持通常保持 fc 固定不變，當固定不變，當 fr 變化時，載變化時，載波比波比 N 是變化的；是變化的；在信號波的半周期內，在信號波的半周期內，PWM波的脈沖個波的脈沖個數不固定，相位也不固定，正負半周期數不固定，相位也不固定，正負半周期的脈沖不對稱，半周期內前后的脈沖不對稱，半周期內前后1/4周期的周期的脈沖也不對稱；脈沖也不對稱；編輯課件當當 fr 較低時，較低時，N 較大，一周期內脈沖數較大，一周期內脈沖數較多，脈沖不對稱產生的不利影響都較較多，脈沖不對稱產生

60、的不利影響都較?。恍?；當當 fr 增高時，增高時，N 減小，一周期內的脈沖減小，一周期內的脈沖數減少，數減少，PWM 脈沖不對稱的影響就變脈沖不對稱的影響就變大。大。編輯課件 同步調制同步調制N 等于常數，并在變頻時使等于常數，并在變頻時使載波和信號波保持同步。載波和信號波保持同步。基本同步調制方式，基本同步調制方式，fr 變化時變化時N不變，信號不變，信號波一周期內輸出脈沖數固定；波一周期內輸出脈沖數固定；三相電路中公用一個三角波載波，且取三相電路中公用一個三角波載波，且取 N 為為3的整數倍，使三相輸出對稱；的整數倍，使三相輸出對稱；編輯課件為使一相的為使一相的PWM波正負半周鏡像對稱，波