第章WM控制技術

1第7章PWM控制技術

引言

7.1PWM控制的基本原理

7.2PWM逆變電路及其控制方法

7.3PWM跟蹤控制技術

7.4PWM整流電路及其控制方法

本章小結(jié)2第7章PWM控制技術?

引言PWM(PulseWidthModulation)控制就是脈寬調(diào)制技術：即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值)。第5、6章已涉及到PWM控制，第5章直流斬波電路采用的就PWM技術；第6章的6.1斬控式調(diào)壓電路和6.4矩陣式變頻電路都涉及到了。3第7章PWM控制技術?

引言PWM控制的思想源于通信技術，全控型器件的發(fā)展使得實現(xiàn)PWM控制變得十分容易。PWM技術的應用十分廣泛，它使電力電子裝置的性能大大提高，因此它在電力電子技術的發(fā)展史上占有十分重要的地位。PWM控制技術正是有賴于在逆變電路中的成功應用，才確定了它在電力電子技術中的重要地位?，F(xiàn)在使用的各種逆變電路都采用了PWM技術，因此，本章和第4章（逆變電路）相結(jié)合，才能使我們對逆變電路有完整地認識。47.1PWM控制的基本思想1.重要理論基礎——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，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)的輸出響應波形基本相同圖7-1形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖d)單位脈沖函數(shù)f(t)d(t)tOa)矩形脈沖b)三角形脈沖c)正弦半波脈沖tOtOtOf(t)f(t)f(t)57.1PWM控制的基本思想b)圖6-2沖量相等的各種窄脈沖的響應波形具體的實例說明“面積等效原理”a）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。

6Ouωt>SPWM波7.1PWM控制的基本思想Ouωt>如何用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波Ouωt>77.1PWM控制的基本思想若要改變等效輸出正弦波幅值，按同一比例改變各脈沖寬度即可。Ouωt>SPWM波Ouωt>如何用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波Ouωt>87.1PWM控制的基本思想OwtUd-Ud對于正弦波的負半周，采取同樣的方法，得到PWM波形，因此正弦波一個完整周期的等效PWM波為：OwtUd-Ud根據(jù)面積等效原理，正弦波還可等效為下圖中的PWM波，而且這種方式在實際應用中更為廣泛。97.1PWM控制的基本思想等幅PWM波輸入電源是恒定直流

第5章的直流斬波電路7.2節(jié)的PWM逆變電路

7.4節(jié)的PWM整流電路不等幅PWM波輸入電源是交流或不是恒定的直流

6.1節(jié)的斬控式交流調(diào)壓電路

6.4節(jié)的矩陣式變頻電路OwtUd-UdUoωt2.PWM波形107.1PWM控制的基本思想PWM波大部分是電壓波，也有電流波。電流型逆變電路進行PWM控制，得到的就是

PWM電流波。PWM波可等效的各種波形直流斬波電路直流波形SPWM波正弦波形等效成其他所需波形，如:

所需波形

等效的PWM波117.2PWM逆變電路及其控制方法目前中小功率的逆變電路幾乎都采用PWM技術。逆變電路是PWM控制技術最為重要的應用場合。本節(jié)內(nèi)容構(gòu)成了本章的主體。PWM逆變電路也可分為電壓型和電流型兩種，目前實用的PWM逆變電路幾乎都是電壓型電路。127.2PWM逆變電路及其控制方法

7.2.1

計算法和調(diào)制法

7.2.2

異步調(diào)制和同步調(diào)制

7.2.3

規(guī)則采樣法

7.2.4PWM逆變電路的諧波分析

7.2.5

提高直流電壓利用和減少開關次數(shù)

7.2.6PWM逆變電路的多重化137.2.1

計算法和調(diào)制法1.計算法根據(jù)正弦波頻率、幅值和半周期內(nèi)的脈沖數(shù)，準確計算PWM波各脈沖寬度和間隔，據(jù)此控制逆變電路開關器件的通斷，就可得到所需PWM波形。本法較繁瑣，當輸出正弦波的頻率、幅值或相位變化時，結(jié)果都要變化。147.2.1

計算法和調(diào)制法工作時V1和V2通斷互補，V3和V4通斷也互補。以uo正半周為例，V1通，V2斷，V3和V4交替通斷。負載電流比電壓滯后，在電壓正半周，電流有一段區(qū)間為正，一段區(qū)間為負。負載電流為正的區(qū)間，V1和V4導通時，uo等于Ud。2.調(diào)制法圖7－4單相橋式PWM逆變電路結(jié)合IGBT單相橋式電壓型逆變電路對調(diào)制法進行說明(1)電路工作原理157.2.1

計算法和調(diào)制法圖7－4單相橋式PWM逆變電路V4關斷時，負載電流通過V1和VD3續(xù)流，uo=0負載電流為負的區(qū)間，V1和V4仍導通，io為負，實際上io從VD1和VD4流過，仍有uo=Ud。V4關斷V3開通后，io從V3和VD1續(xù)流，uo=0。uo總可得到Ud和零兩種電平。uo負半周，讓V2保持通，V1保持斷，V3和V4交替通斷，uo可得-Ud和零兩種電平。167.煤2.些1計算徐法和予調(diào)制善法（2）調(diào)圍制原奧理ur正半伍周，V1保持通，V2保持斷。當ur>uc時使V4通，V3斷，uo=Ud。當ur<uc時使V4斷，V3通，uo=0。這樣送就在攜負載輪端得洪到了SP今WM波形u0。ur負半運周，請產(chǎn)同學章們自蘭己分釋析。上述PW套M波只在好單個衛(wèi)極性俘范圍偉內(nèi)變餅化稱單框極性PW蟲M控制寧方式住。圖7-5單極性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud表示uo的基波分量設調(diào)駁制信呼號ur為正工弦波恥；載龜波信薯號uc為三粘角波冶。利用ur和uc的交豎點時濱刻控掌制IG任BT的通毯斷。177.魄2.御1計算嶺法和離調(diào)制赤法3.雙極性PW朝M控制康方式（單攪相橋期逆變填）在ur的半趕個周鼻期內(nèi)周，三權角波暗載波資不再供是單浮極性卡，而天是有正惠有負，所夢得PW恭M波也穿有正抗有負掉，其沿幅值乞只有±Ud兩種芳電平墊。ur正負傘半周臭，對礦各開綁關器語件的診控制制規(guī)律仍相同惹。當ur>uc時，給V1和V4導通軌信號悔，給V2和V3關斷王信號體。如io>0，V1和V4通，鋼如io<0，VD1和VD4通，uo=Ud。當ur<uc時，給V2和V3導通啞信號福，給V1和V4關斷茂信號斃。如io<0，V2和V3通，郵如io>0，VD2和VD3通，uo=-Ud。圖7-描6雙極撒性PW伍M控制然方式敲波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud和單濱極性PW臣M控制約方式躁對應彈，也搏是在ur和uc的交之點時盞刻控熄制IG姻BT的通籮斷。187.徑2.異1計算階法和努調(diào)制道法圖7-6雙極性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud圖7-5單極性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud對照搏上述墊兩圖臂可以玻看出逐，單相直橋式竹電路房誠既可替采取摘單極盲性調(diào)逼制，很也可菌采用撫雙極湊性調(diào)激制，由于酬對開糕關器喪件通先斷控層制的批規(guī)律甜不同蘋，它損們的態(tài)輸出讓波形扒也有演較大層的差芬別。197.部2.爬1計算線法和先調(diào)制外法4.雙極孝性PW寒M控制方式（三版相橋畢逆變槍）圖7-萬7三相儲橋式PW控M型逆軋變電僑路三相的PWM控制公用三角波載波uc三相的調(diào)制信號urU、urV和urW依次相差120°207.她2.漲1計算儲法和村調(diào)制額法ucurUurVurWuuUN'uVN'uWN'uUNuUVUd-UdO?tOOOOO?t?t?t?t?t2Ud?2Ud2Ud?2Ud2Ud3Ud32Ud圖7-塵7三相額橋式PW忠M型逆首變電鼠路圖7-回8三相幻玉橋式PW僻M逆變和電路熟波形下面罰以U相為濟例分謊析控制箏規(guī)律：當urU>uc時，肺給V1導通稱信號唇，給V4關斷工信號皮，uUN累’=Ud/2。當urU<uc時，逗給V4導通變信號晌，給V1關斷意信號配，uUN四’=-Ud/2。當給V1(V4)加導脂通信明號時脆，可烏能是V1(V4)導通彎，也襯可能冒是VD1(V您D4)導通導。uUN悠’、uVN’和uWN害’的PW驕M波形而只有±Ud/2兩種減電平畢。uUV波形良可由uUN湯’-uVN’得出漢，當1和6通時禽，uUV=Ud，當3和4通時訴，uUV=－Ud，當1和3或4和6通時怒，uUV=0。217.膚2.挪1計算疊法和抱調(diào)制勤法ucurUurVurWuuUN'uVN'uWN'uUNuUVUd-UdO?tOOOOO?t?t?t?t?t2Ud?2Ud2Ud?2Ud2Ud3Ud32Ud圖7-焰7三相修橋式PW步M型逆刃變電命路圖7-棕8三相淡橋式PW群M逆變詞電路萍波形輸出某線電歲壓PW加M波由±Ud和0三種鏡電平浩構(gòu)成負載疤相電逗壓PW稻M波由(±陷2/示3)Ud、(±笨1/礦3)Ud和0共5種電舉平組竊成。防直廉通的左死區(qū)駝時間同一病相上聰下兩踢臂的脫驅(qū)動刻信號訂互補源，為旦防止神上下結(jié)臂直乏通而蹦造成未短路氧，留上一小臟段上時下臂椅都施梢加關指斷信尿號的倡死區(qū)中時間刪。死區(qū)授時間南的長存短主文要由躍開關皇器件饞的關臨斷時胞間決章定。死區(qū)欠時間尋會給余輸出梯的PW也M波帶寬來影職響，租使其墾稍稍沙偏離構(gòu)正弦精波。227.識2.蓋1計算豆法和衰調(diào)制臥法5.特定篇諧波鎮(zhèn)消去棍法(S干el寬ec慶te晌d扒Ha臟rm有on繳ic景E帖li宗mi跌na靠ti拉on售P島WM蔬—S擺HE咸PW寇M)這是妨計算生法中廢一種圈較有晝代表緞性的說方法佛。輸出弊電壓半周期頂內(nèi)，附器件傲通、礎斷各3次（箏不包抗括0和π），酸共6個開匠關時晌刻可能控。為減問少諧譯波并備簡化控制鏈，要幫盡量更使波搭形對告稱。圖7-9特定諧波消去法的輸出PWM波形OwtuoUd-Ud2ppa1a2a3237.藍2.講1計算泰法和某調(diào)制遙法首先，為消除偶次諧波，使波形正負兩半周期鏡對稱，即(7-1)其次，為消除諧波中余弦項，應使波形在正半周期內(nèi)前后1/4周期以π/2為軸線對稱

(7-2)同時滿足式（6-1）、（6-2）的波形稱為四分之一周期對稱波形，用傅里葉級數(shù)表示為

(7-3)

式中，an為247.淺2.觀1計算核法和隊調(diào)制爬法圖7-9，能獨立控制a1、a

2和a

3共3個時刻。該波形的an為

式中n=1,3,5,…OwtuoUd-Ud2ppa1a2a3先確遭定a1的值寒，再鐵令兩個思不同邪的an=0明(n=3倘,5欺,7…)，就行可建狹三個促方程猾，聯(lián)奸立求芽得a1、a2和a3。圖7-隸9特定我諧波秒消去攤法的覆輸出PW歲M波形25消去見兩種堂特定廳頻率爹的諧浪波7.子2.嶺1計算鼓法和免調(diào)制宵法在三胖相對跟稱電膠路的城線電另壓中毫，相投電壓堤所含裂的3次諧值波相勞互抵美消?？煽寂K慮消飾去5次和7次諧磁波，丙得如冠下聯(lián)執(zhí)立方從程：給定a1，解甚方程扎可得a1、a2和a3。a1變，a1、a2和a3也相洽應改顫變。（7－5）267.謊2.午1計算謀法和課調(diào)制揮法一般鑼在輸黃出電摟壓半金周期妻內(nèi)，喜器件步通、陰斷各k次，族考慮臣到PW盛M波四偉分之襪一周稼期對率稱，k個開止關時民刻可魯控，社除用奪一個拉自由祖度控役制基刃波幅臟值外濃，可爽消去k－1個頻安率的雨特定蔑諧波禾。k的取刮值越車大，已開關粥時刻引的計牌算越茶復雜怒。除計殘算法疤和調(diào)街制法悶外，耕還有且跟蹤顆控制菊方法經(jīng)，在7.買3節(jié)介賞紹。277.咬2.珠2異步鼓調(diào)制賄和同腳步調(diào)者制根據(jù)盛載波另和信惡號波賓是否鮮同步屢及載云波比斧的變遭化情勞況，PW虎M調(diào)制瘡方式昏分為異步漂調(diào)制和同步胳調(diào)制。通常晴保持fc固定緒不變催，當fr變化裝時，付載波件比N是變刷化的在信勿號波魯?shù)陌爰嬷芷邴渻?nèi)，PW醒M波的棍脈沖抖個數(shù)搏不固吸定，開相位經(jīng)也不吵固定潤，正汁負半廳周期毀的脈碎沖不稱對稱少，半末周期蠟內(nèi)前梯后1/鞭4周期什的脈耐沖也纏不對懂稱。當fr較低益時，N較大勒，一雖周期滋內(nèi)脈辟沖數(shù)恒較多某，脈忙沖不迅對稱落產(chǎn)生橋的不戀利影傍響都拼較小陶。當fr增高膚時，N減小銜，一籠周期工內(nèi)的日脈沖機數(shù)減客少，PW潔M脈沖涂不對幣稱的慌影響堤就變幸大。載波比載波頻率fc與調(diào)制信號頻率fr之比，N=fc/fr1.異步調(diào)制載波信號和調(diào)制信號不同步的調(diào)制方式287.團2.建2異步拋調(diào)制白和同烏步調(diào)豆制2.同步珍調(diào)制——載波偏信號羨和調(diào)數(shù)制信猜號?；槌滞膊降碾u調(diào)制狹方式村，當啦變頻大時使載停波與版信號哲波保蠅持同鼓步，條即N等于砍常數(shù)拿。ucurUurVurWuuUN'uVN'OttttOOOuWN'2Ud-2Ud圖7-10同步調(diào)制三相PWM波形基本價同步曲調(diào)制烤方式費，fr變化停時N不變畫，信伙號波俗一周取期內(nèi)同輸出唇脈沖棋數(shù)固互定。三相墓電路申中公魔用一匯個三旅角波謝載波砍，且舌取N為3的整椒數(shù)倍鼻，使頃三相牲輸出取對稱仍。為使愧一相艱的PW甚M波正新負半灶周鏡武對稱歐，N應取凳奇數(shù)俘。fr很低確時，fc也很壯低，岡由調(diào)況制帶襯來的綠諧波和不易觸濾除蠅。fr很高憤時，fc會過接高，辟使開輸關器妨件難片以承贏受。297.腦2.崗2異步賭調(diào)制陡和同搬步調(diào)擔制3.分段酸同步愛調(diào)制——異步錫調(diào)制形和同歸步調(diào)邀制的佳綜合損應用系。把整護個fr范圍怪劃分付成若呈干個袖頻段右，每悼個頻援段內(nèi)墳保持N恒定鼓，不粒同頻卷段的N不同秒。在fr高的桃頻段降采用鎮(zhèn)較低蠢的N，使譜載波嶺頻率遮不致問過高亭；在fr低的和頻段悠采用逃較高色的N，使椅載波倉頻率薯不致剪過低驢。這仰樣fc大約臭在1.掃4～2.疤0k谷Hz之間之。為防拘止fc在切闖換點緒附近俯來回會跳動盯，采眼用滯永后切仙換的緒方法土。同步糖調(diào)制命比異滿步調(diào)仆制復濟雜，夏但用創(chuàng)微機漿控制死時容由易實權現(xiàn)。圖7-賓11分段臨同步柔調(diào)制崇方式膀舉例另外徒，可塑在低穴頻輸場出時木采用荷異步斜調(diào)制錦方式請，高報頻輸雀出時序切換臨到同鉤步調(diào)跑制方皇式，止這樣初把兩肅者的眉優(yōu)點痛結(jié)合胡起來敲，和云分段泛同步漿方式敲效果蜜接近療。307.暫2.臨3規(guī)則畫采樣欣法1）自睬然采尤樣法摧：按照SP筆WM控制柔的基本本原薄理，桌在正季弦波趣和三靠角波坑的交證點時恐刻生全成的PW舅M波的羨方法綱，其美求解廢復雜聰，工昨程應報用不戰(zhàn)多。ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d圖7-12規(guī)則采樣法2）規(guī)奶則采挨樣法工程底實用油方法挖，效姥果接器近自呀然采士樣法烤，計捆算量小窯得多機。317.傅2.才3規(guī)則握采樣皺法三角跨波兩禮個正斜峰值復之間豈為一府個采拌樣周覺期Tc。自然良采樣宗法中語，脈泳沖中冒點不嶄和三臺角波(負峰額點)重合樸。規(guī)則撫采樣裹法使弊兩者唱重合尖，使蜻計算猜大為售簡化煉。如圖督所示粗確定A、B點，么在tA和tB時刻比控制軍開關典器件憐的通球斷。脈沖累寬度d和用菜自然送采樣獲法得甜到的揚脈沖君寬度聽非常瞎接近伶。規(guī)則柴采樣陰法原理ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d圖7-12規(guī)則采樣法327.鼠2.計3規(guī)則只采樣粥法規(guī)則從采樣果法計撞算公才式推胖導正弦調(diào)制信號波三角波一周期內(nèi)，脈沖兩邊間隙寬度(7-7)a稱為調(diào)制度，0≤a<1；wr為信號波角頻率從圖7-12得,(7-6)ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d圖7-12規(guī)則采樣法337.訂2.井3規(guī)則駱采樣用法3）三相救橋逆斗變電山路的情撐況三角波載波公用，三相正弦調(diào)制波相位依次差120°同一三角波周期內(nèi)三相的脈寬分別為dU、dV和dW，脈沖兩邊的間隙寬度分別為d′U、d′

V和d′

W，同一時刻三相調(diào)制波電壓之和為零，由式(6-6)得

由式(6-7)得利用以上兩式可簡化三相SPWM波的計算(7-8)(7-9)347.槳2.攀4馬PW期M逆變帆電路豎的諧痛波分牢析使用早載波悔對正狹弦信佛號波彼調(diào)制醉，會矮產(chǎn)生竿和載斑波有役關的魔諧波渾分量險。諧波頻率凳和幅量值是衡夕量PW繞M逆變愉電路抽性能獎的重軟要指呀標之斃一。分析險以雙極距性SP壤WM波形緞為準凈。同步溝調(diào)制淹可看專成異糞步調(diào)此制的特殊情況敲，故雀只分亦析異寺步調(diào)醒制方億式。分析懂方法以載突波周終期為潑基礎桃，再盞利用貝塞培爾函這數(shù)推導贈出PW吹M波的傅里飄葉級集數(shù)表達張式。盡管接分析男過程滔復雜恨，但年結(jié)論窄簡單俊而直絨觀(見頻閘譜圖)。35c+kr)角頻率(nww1002+-1234+-02+-4+-01+-3+-5+-諧波振幅0.20.40.60.81.01.21.4kna=1.0a=0.8a=0.5a=0圖7-添13，不峰同a時單佛相橋品式PW燙M逆變罪電路背輸出哈電壓乘頻譜浴圖。1）單相秩的分擇析結(jié)戲果諧波角頻率為:式中，n=1,3,5,…時，k=0,2,4,…；

n=2,4,6,…時，k=1,3,5,…PW析M波中睜不含牲低次說諧波賺，只礙含wc、2wc、3wc及其直附近居的諧嬸波，祖幅值緒最高扮影響禮最大衛(wèi)的是樓角頻秒率wc的諧逮波分落量。圖7-思13單相PW畢M橋式吹逆變棄電路拾輸出掠電壓街頻譜秘圖7.沾2.攪4尤PW喝M逆變猾電路淋的諧內(nèi)波分鑒析362）三相非的分求析結(jié)椅果輸出煤線電挑壓中丸的諧男波角懶頻率否為式中喘，n=1盆,3呆,5我,…時，k=3謠(2m－1)擠±1，m=1宴,2吸,…；n=2顏,4繭,6丙,…時，圖7-14，不同a時三相橋式PWM逆變電路輸出電壓頻譜圖。公用載波信號時的情況。1002+-1234+-02+-4+-01+-3+-5+-0.20.40.60.81.01.2kna=1.0a=0.8a=0.5a=0角頻率(nwc+kwr)圖7-14三相橋式PWM逆變電路輸出線電壓頻譜圖諧波振幅7.肉2.處4似PW彩M逆變與電路鐮的諧卡波分點析37三相些和單毀相比棵較，角共同賴點是再都不尤含低羊次諧畫波，購一個盜較顯隙著的料區(qū)別陰是載漿波角香頻率wc整數(shù)雕倍的渴諧波撈沒有真了，錦諧波漿中幅瘋值較謠高的絨是wc±2wr和2wc±wr。SP腎WM波中碗諧波洗主要吃是角繭頻率饒為wc、2wc及其離附近貌的諧秩波，含很容掉易濾朗除。當調(diào)舒制信螞號波端不是州正弦道波時取，諧鑼波由月兩部妙分組樂成：僅一部腐分是擋對信伸號波興本身暫進行卷諧波墳分析碼所得億的結(jié)繪果，猴另一偏部分夾是由飽于信頁號波助對載職波的月調(diào)制腦而產(chǎn)駱生的墻諧波諷。后扁者的傅諧波草分布桑情況只和SP鞋WM波的京諧波懲分析菊一致跟。諧波滑分析干小結(jié)7.孫2.刺4浙PW趙M逆變碼電路兵的諧厲波分糠析387.桿2.姐5提高床直流職電壓激利用院率和手減少常開關瘋次數(shù)直流暈電壓怕利用雷率——逆變荷電路憲輸出潤交流界電壓?；ㄉ畲笠?guī)幅值U1m和直上流電職壓Ud之比騾。提高瘋直流滴電壓擠利用蛛率可洲提高錄逆變彩器的冠輸出茶能力慘。減少窄器件信的開贈關次室數(shù)可話以降獎低開鐘關損澇耗。正弦針波調(diào)接制的薪三相PW做M逆變熱電路稅，調(diào)贈制度a為1時，身輸出測線電強壓的誰基波貢幅值派為相，普直流蛛電壓籮利用籃率為0.伸86扎6，實長際還巖更低徑。梯形周波調(diào)鋤制方僚法的挨思路采用其梯形瞇波作兔為調(diào)側(cè)制信利號，凡可有扁效提吃高直鍋流電莊壓利娃用率芬。當梯打形波誰幅值獲和三慘角波腦幅值頁相等晶時，貪梯形細波所幸含的睬基波權分量測幅值伙更大途。39ucurUurVurWuuUN'OwtOwtOwtOwtuVN'uUV7.陷2.鞭5提高摩直流償電壓藍利用桌率和生減少憶開關錦次數(shù)圖7-芹15梯形波波為棗調(diào)制誼信號株的PW蛾M控制1）梯貧形波夏調(diào)制踐方法凝的原勇理及吉波形梯形竿波的州形狀訂用三角舅化率s=Ut/Uto描述碗，Ut為以建橫軸培為底月時梯碧形波勒的高誤，Uto為以橫軸醬為底竭邊把太梯形牛兩腰段延長裝后相交交所葛形成秘的三腐角形少的高瓶。s=0時梯錄形波幼變?yōu)閮A矩形味波，s=1時梯掙形波里變?yōu)槁槿谴u波。梯形適波含絲式低次責諧波劍，PW稱M波含彎同樣怨的低摘次諧墓波。低次陸諧波料（不桃包括酒由載纏波引秒起的項諧波吼）產(chǎn)悄生的堵波形暮畸變漏率為d。40梯形波調(diào)制的缺點：輸出波形中含5次、7次等低次諧波7.幟2.洋5提高稿直流消電壓樣利用恒率和旅減少滔開關肆次數(shù)圖7-壁16，d和U1m/Ud隨s變化緣瑞的情殲況。圖7-鴨17，s變化濤時各棍次諧亭波分速量幅饞值Unm和基跳波幅竹值U1m之比家。U,d00.20.40.60.81.0d0.20.40.60.81.01.21mUdUdU1m圖7-16s

變化時的d

和直流電壓利用率

ss=0.4時，諧波含量也較少，約為3.6%，直流電壓利用率為1.03，是正弦波調(diào)制時的1.19倍，綜合效果較好。U0.20.40.60.81.0s5wr00.10.27wr11wr13wrU1mmn圖7-17s變化時的各次諧波含量412）線電饑壓控飼制方謠式7.眼2.繞5提高賄直流場電壓粱利用貓率和趁減少晴開關鑄次數(shù)uucr1uOwturur1uOwtur3圖7-18疊加3次諧波的調(diào)制信號對兩蹤蝶個線桃電壓他進行盜控制句，適娃當?shù)亻L利用權多余瓣的一告?zhèn)€自誦由度羞來改燭善控粗制性襖能。目標——使輸泡出線注電壓珠不含摟低次閥諧波喜的同室時盡攝可能謝提高價直流板電壓奧利用遙率，懇并盡遲量減玻少器眠件開猴關次彩數(shù)。直接漢控制潛手段槐仍是紋對相怨電壓饅進行抗控制獵，但皂控制皆目標瘡卻是貌線電鵲壓相對次線電匪壓控五制方盒式，創(chuàng)控制促目標沉為相棚電壓焦時稱癢為相電固壓控痛制方般式。鞍形叢波的渾基波所分量楊幅值燥大。除疊催加3次諧隱波外村，還啄可疊傻加其御他3倍頻于的信跌號，繪也可僚疊加絕直流書分量桂，都貢不會豈影響評線電棟壓。疊加三次諧波在相電壓調(diào)制信號中疊加3次諧波，使之成為鞍形波，輸出相電壓中也含3次諧波。合成線電壓時，3次諧波相互抵消，線電壓為正弦波。427.感2.慶5提高紡直流境電壓恩利用你率和銀減少煙開關掃次數(shù)3）線電悶壓控著制方框式舉笨例（疊花加3倍次攪諧波谷和直主流分川量）疊加up，它朽既包殘含3倍次巨諧波符，也匹包含粥直流計分量品，up大小宰隨正怎弦信裝號的布大小林而變?nèi)诨?。設三例角波恭載波范幅值巡壽為1，三懂相調(diào)蓋制信漫號的堵正弦愛分量序分別內(nèi)為urU晨1、urV劣1和urW贊1，并戰(zhàn)令(7坦-1刷2)則三板相的例調(diào)制即信號播分別錦為

圖7-19線電壓控制方式舉例437.盈2.稠5提高豆直流幫電壓賭利用菊率和粥減少澡開關蟻次數(shù)不論urU菌1、urV仰1和urW棒1幅值求的大濁小，urU、urV、urW總有1/董3周期駐的值令和三唯角波央負峰圓值相縱等。凳在這1/留3周期慌中，補不對泄調(diào)制儉信號昏值為-1的相杯進行柔控制立，只史對其犧他兩殊相進笛行控笨制，馬這種很控制壟方式凳稱為兩相蜓控制抄方式。優(yōu)點（1）在1/漏3周期心內(nèi)器懷件不疼動作渾，開閑關損見耗減豎少1/并3。（2）最帽大輸順出線歸電壓端基波鬼幅值嬌為Ud，直別流電腐壓利羨用率提高姻。（3）輸忌出線鍛電壓蒸不含技低次宜諧波哪，優(yōu)稻于梯淡形波臂調(diào)制挪方式誤。缺點胸控制襖復雜447.騾2.月6幻玉P渴WM逆變連電路翁的多徹重化PW劉M多重禮化逆軍變電陪路，煤一般申目的播：提訂高等灑效開荷關頻倍率、順減少球開關瓜損耗祖、減蕉少和間載波乏有關命的諧烤波分松量PW社M逆變趁電路多重愚化聯(lián)預結(jié)方黨式有息變壓胡器方云式和跨電抗佳器方導式利用電抗器聯(lián)接的二重PWM逆變電路（圖7-22，圖7-23)圖7-22二重PWM型逆變電路兩個單元逆變電路的載波信號相互錯開180°輸出努端相定對于傘直流塔電源經(jīng)中點N’的電務壓uUN五’=(uU1土N’+uU2國N’)/云2,已變肢為單脂極性PW必M波457.澡2.肉6橫P宅WM逆變楚電路振的多復重化輸出土線電敵壓共牛有0、(±膚1/格2)Ud、±Ud五個濁電平糊，比旱非多撞重化鋼時諧鴿波有斷所減積少。電抗黑器上素所加納電壓注頻率這為載曲波頻幼率，燦比輸記出頻妙率高羅得多穩(wěn)，只慘要很濱小的跌電抗凱器就兆可以雪了。輸出鐮電壓裹所含究諧波屑角頻馳率仍烏可表借示為nwc+kwr，但狹其中n為奇裁數(shù)時愚的諧溉波已壟全被裁除去涂，諧祝波最絞低頻科率在2wc附近棋，相摩當于謹電路挪的等胡效載證波頻粉率提皇高一找倍。圖7-23二重PWM型逆變電路輸出波形

467.予3啄P胃WM跟蹤頸控制沖技術PW堡M波形蹲生成薪的第紐奉三種鈔方法——跟蹤待控制荷方法。把希想望輸搞出的榨波形叛作為紛指令敏信號悠，把紹實際頃波形炭作為反饋版信號唉，通剃過兩螞者的賺瞬時飛值比蠟較來聞決定膨逆變肚電路各開列關器識件的遇通斷胡，使只實際蹄的輸嗓出跟熱蹤指即令信交號變化瘡。常用壟的有滯環(huán)細比較屢方式和三角梢波比丹較方敬式。477.奧3慮P或WM跟蹤訊控制聽技術7.遮3.藝1滯環(huán)份比較國方式7.纖3.貨2三角反形比斯較方琴式487.飽3.育1滯環(huán)竹比較京方式1)采用征滯環(huán)文比較唐方式灣的PW歷M電路滾跟蹤出控制彼。tOiii*+DIi*-DIi*圖7-25滯環(huán)比較方式的指令電流和輸出電流圖7-24滯環(huán)比較方式電流跟蹤控制舉例基本蹦原理把指瞎令電顧流i*和實收際輸律出電險流i的偏益差i*-i作為撲滯環(huán)濱比較適器的鵲輸入數(shù)。V1（或VD1）通園時，i增大V2（或VD2）通牢時，i減小通過質(zhì)環(huán)寬罵為2DI的滯殊環(huán)比勁較器屆的控紹制，i就在i*+DI和i*-DI的范非圍內(nèi)鬼，呈潮鋸齒抵狀地修跟蹤遭指令婚電流i*。參數(shù)的影響環(huán)寬過寬時，開關頻率低，跟蹤誤差大；環(huán)寬過窄時，跟蹤誤差小，但開關頻率過高，開關損耗增大。L大時，i的變化率小，跟蹤慢；L小時，i的變化率大，開關頻率過高。滯環(huán)環(huán)寬電抗器L的作用497.籮3.棟1滯環(huán)教比較員方式2)三相俘的情少況圖7-27三相電流跟蹤型PWM逆變電路輸出波形圖7-26三相電流跟蹤型PWM逆變電路507.濱3.鉆1滯環(huán)詳比較慈方式3)采用諸滯環(huán)告比較漠方式西的電刷流跟擾蹤型PW抄M變流筆電路蹈有如旱下特點。（1）硬幫件電劈燕路簡接單。（2）實業(yè)時控嘴制，膛電流賄響應脊快。（3）不突用載句波，腔輸出柏電壓攀波形閱中不端含特腹定頻疑率的搶諧波蔑。（4）和脾計算各法及撿調(diào)制妹法相決比，雙相同豎開關叼頻率證時輸妖出電仁流嶼中高凝次諧循波含陷量多退。（5）屬帶于閉環(huán)拒控制植，是班各種叢跟蹤座型PW染M變流腫電路認的共徹同特間點。517.灰3.丘1滯環(huán)狹比較就方式4)采用糟滯環(huán)群比較正方式捆實現(xiàn)有電壓梅跟蹤桿控制把指狠令電琴壓u*和經(jīng)紗過濾并波的裁半橋青逆變尚電路壩輸出碌電壓u進行姓比較著，送洞入滯潮環(huán)比懂較器湯，由明比較顫器輸涌出控齒制開栽關器培件的族通斷草，從婦而實搬現(xiàn)電共壓跟纖蹤控泊制。圖7-念28電壓諷跟蹤孔控制堅電路稿舉例527.惕3.存1滯環(huán)洗比較菊方式和電栽流跟造蹤控督制電港路相朋比，綠只是寫把指蘇令和沒反饋律信號檢從電宅流變喬為電歌壓。輸出膊電壓PW聽M波形耽中含芹大量陽高次西諧波汽，必涌須用直適當軍的濾余波器團濾除楚。u*=0時，腐輸出途電壓u為頻醬率較仇高的小矩形盒波，蘭相當朋于一株個自擇勵振好蕩電荷路。u*為直閉流信糊號時鉗，u產(chǎn)生謎直流蹄偏移肺，變姜為正療負脈撇沖寬翁度不戰(zhàn)等，關正寬見負窄病或正子窄負分寬的義矩形槍波。u*為交柴流信縱號時滑，只漸要其蒸頻率涉遠低介于上陡述自濁勵振抄蕩頻鴨率，竿從u中濾腸除由暖器件殲通斷份產(chǎn)生荒的高蘇次諧權波后粱，所傲得的我波形暮就幾握乎和u*相同踐，從買而實磚現(xiàn)電拆壓跟集蹤控卻制。537.露3.適2三角虎形比耗較方哈式負載+-iUi*U+-iVi*V+-iWi*WUdC+-C+-C+-三相三角波發(fā)生電路AAA(1志)基本吹原理不是枯把指觀令信峰號和迷三角遵波直度接進戚行比章較，柴而是稱通過悠閉環(huán)辟來進齊行控籍制。把指檢令電旺流i*U、i*V和i*W和實遍際輸盡出電額流iU、iV、iW進行夸比較療，求歇出偏轉(zhuǎn)差，雁通過聾放大緊器A放大聰后，秘再去況和三盞角波洋進行吩比較勝，產(chǎn)閃生PW煌M波形信。放大怖器A通常共具有旬比例落積分印特性勻或比慢例特捐性，限其系蒜數(shù)直己接影按響電晌流跟哲蹤特葉性。(2浸)特點開關屬頻率湖固定賭，等私于載陣波頻蜜率，嶄高頻紅濾波良器設菊計方山便。為改色善輸擋出電倍壓波升形，誰三角奧波載巡壽波常赴用三銀相三衰角波屯載波賀。和滯潔環(huán)比道較控隊制方業(yè)式相繡比，爐這種漿控制殖方式婚輸出落電流諸所含榜的諧敗波少篩。圖7-特29三角發(fā)波比界較方深式電酷流跟窩蹤型衰逆變竟電路547.腸3.括2三角勝形比揮較方疲式不用撈滯環(huán)紛比較辮器，再而是顯設置姨一個噸固定羨的時相鐘。以固攔定采愉樣周芒期對揉指令波信號妻和被支控制康變量辱進行刮采樣竟，根覽據(jù)偏儀差的位極性債來控羊制開張關器甩件通呆斷。在時遍鐘信停號到生來的儲時刻眾，如i<i*，V1通，V2斷，惱使I增大恒。如i>i*，V1斷，V2通，魔使I減小允。每個這采樣蓬時刻詠的控眼制作臉用都捎使實數(shù)際電鹽流與農(nóng)指令叔電流母的誤薯差減盼小。采用趙定時訴比較霧方式番時，欄器件騰的最較高開找關頻聰率為嫩時鐘魂頻率提的1/餐2。和滯摸環(huán)比芹較方斜式相為比，助電流赤控制余誤差給沒有誕一定購的環(huán)芬寬，籠控制盡的精敏度低顧一些糠。(3遠)除上帆述兩角種比僵較方屠式外偶，還它有定時啄比較醒方式。557.訓4灣PW爭M整流那電路咸及其黑控制牲方法實用嫁的整析流電社路幾攻乎都籍是晶慎閘管鳳整流組或二爪極管撫整流隙。晶閘櫻管相全控整貝流電嘴路：床輸入趙電流再滯后異于電架壓，宿且其予中諧柿波分司量大例，因奸此功我率因妹數(shù)很疑低。二極憤管整扶流電銳路：炎雖位躁移因滅數(shù)接映近1，但蔽輸入渡電流詳中諧挎波分姨量很漂大，略所以槍功率爸因數(shù)波也很裁低。把逆及變電果路中林的SP蘭WM控制御技術竭用于雹整流擁電路鉤，就頭形成臺了PW偏M整流燈電路?？刂芇W雄M整流議電路團，使景其輸周入電下流非遲常接遭近正誕弦波封，且停和輸練入電萬壓同桐相位核，功應率因裹數(shù)近懼似為1，也郊稱單位密功率怕因數(shù)驢變流豆器，或高功努率因映數(shù)整圍流器。567.容4淹PW釋M整流惰電路碎及其距控制哲方法7.占4.拜1邀PW爺M整流礙電路逐的工模作原府理7.繩4.爬2獵PW泄M整流厲電路始的控琴制方議法571．單相PWM整流電路圖7-30單相PWM整流電路7.揪4.毯1各PW踏M整流林電路付的工族作原莊理PW址M整流脆電路綠也可租分為捏電壓墊型和奪電流室型兩狐大類刻，目悟前電睛壓型城的較牛多。半橋電路直流側(cè)電容必須由兩個電容串聯(lián)，其中點和交流電源連接。

單相半橋電路

交流側(cè)電感Ls包括外接電抗器的電感和交流電源內(nèi)部電感，是電路正常工作所必須的。全橋電路直流側(cè)電容只要一個就可以。

單相全橋電路c587.出4.醒1靜PW宏M整流糧電路拿的工所作原遵理(1府)單相鞋全橋PW孝M整流握電路的工識作原錄理按正弦信號波和三角波相比較的方法對圖7-30b中的V1~V4進行SPWM控制，就可以在橋的交流輸入端AB產(chǎn)生一個SPWM波uAB。uAB中含有和正弦信號波同頻率且幅值成比例的基波分量，以及和三角波載波有關的頻率很高的諧波，不含有低次諧波。由于Ls的濾波作用，諧波電壓只使is產(chǎn)生很小的脈動。當正弦信號波頻率和電源頻率相同時，is也為與電源頻率相同的正弦波。us一定時，is幅值和相位僅由uAB中基波uABf的幅值及其與us的相位差決定。改變uABf的幅值和相位，可使is和us同相或反相，is比us超前90°，或使is與us相位差為所需角度。c597.需4.狗1鉆PW浴M整流瞧電路針的工歌作原也理圖7-景31夸PW敗M整流夾電路載的運負行方利式向較量圖a)整流運行b)逆變運行c)無功補償運行d)超前角為j

dj·Us·UL·UR·UAB·Isd·Us·UR·UAB·Is·ULd·Us·UR·UAB·Is·ULd·Us·UR·UAB·Is·UL607.疤4.纖1纏PW止M整流欣電路市的工雖作原添理b)逆變運行d·Us·UR·UAB·Is·ULa)整流運行d·Us·UL·UR·UAB·Isa：滯后相角d

，和同相，整流狀態(tài)，功率因數(shù)為1。PWM整流電路最基本的工作狀態(tài)。b：超前相角d

，和反相，逆變狀態(tài)，說明PWM整流電路可實現(xiàn)能量正反兩個方向的流動，這一特點對于需再生制動的交流電動機調(diào)速系統(tǒng)很重要。617.必4.炊1瞞PW祖M整流置電路糞的工吹作原憤理c)無功補償運行d·Us·UR·UAB·Is·ULd)超前角為j

jd·Us·UR·UABIs·ULc：滯后相角d，超前90°，電路向交流電源送出無功功率，這時稱為靜止無功功率發(fā)生器（StaticVarGenerator—SVG）。d：通過對幅值和相位的控制，可以使比超前或滯后任一角度j

。627.港4.府1立PW尚M整流幼電路甲的工俱作原溪理(2并)對單相比全橋PW靈M整流練電路工作屢原理欺的進呈一步摘說明整流灘狀態(tài)線下:us>躁0時，（V2、VD4、VD1、Ls）和沒（V3、VD1、VD4、Ls）分默別組崖成兩四個升總壓斬壤波電周路，柿以（V2、VD4、VD1、Ls）為優(yōu)例。us<諸0時，（V1、VD3、VD2、Ls）和折（V4、VD2、VD3、Ls）分枯別組船成兩險個升咐壓斬朽波電輔路。電壓換型PW貴M整流晌電路主是升參壓整活流電崇路，捏輸出蜓直流動電壓仰可從拘交流席電源耕電壓捎峰值拾附近低向高板調(diào)節(jié)敵，不倆宜向喪低調(diào)腎節(jié)。637.好4.僑1捆PW伐M整流西電路輸?shù)墓む]作原臺理2．三吼相PW鍋M整流殲電路三相橋式PWM整流電路，是最基本的PWM整流電路之一，應用最廣。工作原理和前述的單相全橋電路相似，只是從單相擴展到三相。進行SPWM控制，在交流輸入端A、B和C可得SPWM電壓，按圖7-31a的相量圖控制，可使ia、ib、ic為正弦波且和電壓同相，功率因數(shù)近似為1。和單相相同，該電路也可工作在逆變運行狀態(tài)及圖c或d的狀態(tài)。圖7-32三相橋式PWM整流電路

負載647.候4.領2氣PW拾M整流旺電路尼的控雪制方巴法1)間接電流控制間接電流控制也稱為相位和幅值控制。按圖7-31a（逆變時為圖7-31b）的相量關系來控制整流橋交流輸入端電壓，使得輸入電流和電壓同相位，從而得到功率因數(shù)為1的控制效果。圖7-33，間接電流控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖圖中的PWM整流電路為圖7-32的三相橋式電路控制系統(tǒng)的閉環(huán)是整流器直流側(cè)電壓控制環(huán)。有多沒種控膽制方事法，展根據(jù)嶺有沒獄有引入擋電流歐反饋可分餡為兩萄種間接法電流孕控制、直接閉電流乞控制。圖7-33間接電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)657.捐4.駝2羨PW傳M整流惑電路顏的控坡制方存法從整株流運挎行向排逆變固運行烏轉(zhuǎn)換首先敏負載團電流箭反向愿而向C充電薯，ud抬高株，PI調(diào)節(jié)書器出懲現(xiàn)負念偏差墾，id減小俯后變蒙為負舟值，副使交質(zhì)流輸?shù)氯腚姂飨啾谖缓椭畴妷号辔凰岱聪鄫?，實摘現(xiàn)逆寶變運賤行。穩(wěn)態(tài)疾時，ud和勢仍然志相等觸，PI調(diào)節(jié)刻器輸杠入恢霸復到轉(zhuǎn)零，id為負父值，芝并與央逆變租電流念的大戚小對進應?？刂铺斣韴D7-33間接電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)合瞞圖7－33進行奮說明餡。667.腐4.早2陽PW賤M整流鹽電路嶺的控補制方女法控制晴系統(tǒng)撐中其吸余部銹分的喇工作顫原理圖中鈔上面殼的乘突法器梁是id分別飼乘以余和a、b、c三相回相電哈壓同神相位稱的正掃弦信牽號，蓮再乘籮以電猛阻R，得撈到各芒相電古流在Rs上的頃壓降uRa、uRb和uRc。圖中屠下面帶的乘繳法器歪是id分別閉乘以廊比a、b、c三相喘相電欲壓相巷位超紅前π/2的余者弦信哲號，蓮再乘扛以電甜感L的感槐抗，惰得到執(zhí)各相販電流抱在電商感Ls上的俱壓降uLa、uLb和uLc。各相牙電源絞相電丈壓ua、ub、uc分別湯減去王前面肯求得兼的輸鞭入電弦流在筐電阻R和電逮感L上的繪壓降應，就州可得駁到所躺需要池的交效流輸丈入端抽各相公的相獻電壓uA、uB和uC的信獄號，胖用該悲信號兔對三柔角波鞭載波亭進行寫調(diào)制晌，得些到PW行M開關置信號打去控婆制整帶流橋蜓，就歐可以除得到棵需要潤的控腰制效垃果。存在握的問笛題在信吐號運咱算過絨程中鑰用到秀電路貼參數(shù)Ls和Rs，當Ls和Rs的運專算值主和實端際值學有誤讓差時亮，會幕影響吃到控狂制效枕果。是基咱于系奪統(tǒng)的注靜態(tài)諒模型訪設計趨的，脈其動殖態(tài)特江性較缸差。間接辟電流從控制性的系畫統(tǒng)應炮用較殖少。677.冷4.綁2尾PW股M整流飄電路匹的控攤制方觀法2)直接版電流春控制有不同的電流跟蹤控制方