变频器电流跟踪PWM控制设计与仿真.docx
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2022-11-15
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摘 要
随着电力电子器件的发展和各种电机控制理论的不断完善，电机控制性能得
到了大幅提高。目前应用得最多的还是结构简单和控制相对简单的通用型变频
器，由于通用型变频器采用不可控二极管整流，存在输入电流谐波数大、能量利
用率低、不能四象限运行等缺点。为了克服这些缺点，本文利用 PWM 整流技术，
介绍了以 TMS320F2812 为核心控制芯片的电路设计，用 MATLAB 软件对双
PWM 变频器进行了仿真研究。在此基础上，搭建了系统实验平台，进行了双 PWM
变频器实验，通过分析实验波形，证明了双 PWM 变频技术的正确性和实用性。
2 电流源型双 P 讨日变频器拓扑结构电流源型双 PWM 变频器拓扑结构直流[2][3]
则采用大电感进行直流储以滤除网侧谐波电流，并抑制交流侧谐波电压。功率器
件为晶闸管以晶闸管为功率器件的电流源型双 PWM 变频器的主电路拓扑结构。
异步电动机变频调速需要电压与频率均可调的电流电源，常用的交流可调电
源是由电力电子器件构成的静止式功率变换器，一般称为变频器。变频器按变流
方式可分为交-直-交变频器和交-交变频器两种，本设计采用的是前者。早期的变
频器由晶闸管（SCR）组成，SCR 属于半控型器件，晶闸管的开关速度慢，变频
器的开关频率低，输出电压谐波分量大。全控型器件通过门极控制既可使其开通
又可使其关断，该类器件的开关速度普遍高于晶闸管，用全控型器件构成的变频
器具有主电路结构简单、输出电压质量好等优点。常用的全控型器件有绝缘栅极
双极型晶体管（IGBT)。
现代变频器中用得最多的是控制技术是脉冲宽度调制（PWM），其基本思想
是：控制逆变器中电力电子器件的开通或关断，输出电压为幅值相等、宽度按一
定规律变化的脉冲序列，用这样的高频脉冲序列代替期望的输出电压。传统的
PWM 技术是用正弦波来调制等腰三角波，称为正脉冲宽度调制，随着控制技术
的发展，产生了电流跟踪 PWM（CFPWM)控制技术。CFPWM 的控制方法是：
在原来主回路的基础上，采用电流闭环控制，使实际电流快速跟随给定值，在稳
态时，尽可能使实际电流接近正弦波。
关键词：
电流控制； 脉宽调制； CFPWM.
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