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单相和三相逆变器SPWM调制技术的仿真与分析
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2011-05-04
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单相和三相逆变器SPWM调制技术的仿真与分析 PWM技术的的应用十分广泛,目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM技术。它使电力电子装置的性能大大提高,因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。常用的PWM技术包括:正弦脉宽调制(SPWM)、选择谐波调制(SHEPWM)、电流滞环调制(CHPWM)和电压空间矢量调制(SVPWM)。
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目录
1. 引言.............................................................................................................................................1
2. PWM控制的基本原理...............................................................................................................1
3. PWM逆变电路及其控制方法...................................................................................................2
4. 电路仿真及分析.........................................................................................................................5
4.3 双极性SPWM控制方式的单相桥式逆变电路仿真及分析...............................................8
5. 双极性SPWM控制方式的单相桥式逆变电路和三相逆变电路比较分析..........................14
6. 结论...........................................................................................................................................14
7. 参考文献...................................................................................................................................15
1. 引言
PWM技术的的应用十分广泛,目前中小功率的逆变电路几乎都采用了
PWM技术。它使电力电子装置的性能大大提高,因此它在电力电子技术的
发展史上占有十分重要的地位。PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的
成功应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。常用的PWM技术包
括:正弦脉宽调制(SPWM)、选择谐波调制( SHEPWM)、电流滞环调
制(CHPWM)和电压空间矢量调制(SVPWM)。
2. PWM控制的基本原理
PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形。PWM
控制技术的重要理论基础是面积等效原理,即:冲量相等而形状不同的窄脉
冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。下面分析如何用一系列等幅
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不等宽的脉冲来代替一个正弦半波。把正弦半波分成N等分,就可以把正弦
半波看成由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。如果把这些脉冲序列用
相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦波部
分的中点重合,且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积(冲量)相等,就可
得到图1所示的脉冲序列,这就是PWM波形。像这种脉冲的宽度按正弦规律
变化而和正弦波等效的PWM波形,也称为SPWM波。
图1 单极性SPWM控制方式波形
上图所示的波形称为单极性SPWM波形,根据面积等效原理,正弦波还
可等效为图2中所示的PWM波,这种波形称为双极性SPWM波形,而且这种
方式在实际应用中更为广泛。
图2 双极性SPWM控制方式波形
3. PWM逆变电路及其控制方法
PWM逆变电路可分为电压型和电流型两种,目前实际应用的几乎都是
电压型电路,因此本节主要分析电压型逆变电路的控制方法。要得到需要的
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PWM波形有两种方法,分别是计算法和调制法。根据正弦波频率、幅值和
半周期脉冲数,准确计算PWM波各脉冲宽度和间隔,据此控制逆变电路开
关器件的通断,就可得到所需PWM波形,这种方法称为计算法。由于计算
法较繁琐,当输出正弦波的频率、幅值或相位变化时,结果都要变化。与计
算法相对应的是调制法,即把希望调制的波形作为调制信号,把接受调制的
信号作为载波,通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。通常采用等腰
三角波作为载波,在调制信号波为正弦波时,所得到的就是SPWM波形。下
面具体分析单相和三相逆变电路双极性控制方式。
图3是采用IGBT作为开关器件的单相桥式电压型逆变电路。
图3 单相桥式PWM逆变电路
单相桥式逆变电路双极性PWM控制方式:在 的半个周期内,三角波
载波有正有负,所得PWM波也有正有负,其幅值只有± 两种电平。同样
在调制信号 和载波信号 的交点时刻控制器件的通断。 正负半周,
对各开关器件的控制规律相同。当 > 时,给V1和V4导通信号,给V2
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资源评论
- wzwlvzh2016-03-23在做项目,非常需要
- weixin_456036802019-10-12还好吧。。。。
- nylcy2013-12-10虽然没怎么帮到我,但是还是很感谢楼主
- lminwx52013142012-06-15刚好最近在学这方面的知识,这篇文章对我的帮助很大,谢谢了
- flyingluck112013-04-07没什么参考价值
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