变频调速系统中的功率变换器及PWM技术PPT教案学习.pptx

《变频调速系统中的功率变换器及PWM技术详解》 在现代电力传动领域，变频调速系统因其高效、灵活的特性而被广泛应用。本文将深入探讨变频调速系统中的关键组件——功率变换器及脉宽调制（PWM）技术。 功率变换器是变频调速系统的核心部分，其主要任务是将固定频率的交流电源转换为可调的电压和频率，以适应电动机的不同速度需求。根据变频方式，功率变换器可分为两类：直接变频器和间接变频器。 直接变频器，又称交-交变频器，如图（a）所示，直接将输入的交流电源转换为可调幅值和频率的交流电。而间接变频器，又称为交-直-交变频器，如图（b）所示，先通过整流器将交流电转换为直流电，然后通过逆变器再将直流电转换为交流电。根据滤波器的不同，间接变频器又可以细分为电压源型和电流源型两种，其中电压源型变频器使用电容滤波，而电流源型变频器则采用电感滤波。 PWM技术在变频调速系统中扮演着至关重要的角色，特别是在电压源型变频器中。PWM技术的基本原理是，通过控制功率开关器件（如P-MOSFET、IGBT等）的开通和关断时间，使得输出的脉冲宽度可调，从而模拟出期望的正弦波形。这种方法不仅结构简单，而且效率高。PWM逆变器的输出虽然是一系列的脉冲波，但通过精确的控制策略，可以有效地抑制低次谐波，减小转矩脉动，提升系统调速范围和稳定性。 常见的PWM控制技术包括正弦波脉宽调制（SPWM）、消除指定次数谐波的PWM（SHEPWM）、电流滞环跟踪PWM（CHBPWM）以及电压空间矢量PWM（SVPWM）。其中，SPWM技术是最基础的一种，它以正弦波为期望波形，等腰三角波为载波，通过调制波与载波的交点来确定开关器件的开关时刻，确保输出脉冲序列的面积与正弦波面积相等，从而实现对正弦波的模拟。 SPWM控制方式在单相桥式PWM逆变电路中尤其常见，如VT1至VT4所示，通过精确控制开关器件的开关状态，产生一系列与正弦波等效的矩形波。这种调制方式使得输出电压能够精确地跟随正弦波形，同时降低了电机运行时的噪声和振动。 变频调速系统中的功率变换器和PWM技术是实现高效、精确控制的关键。通过选择合适的功率变换器类型和优化的PWM控制策略，我们可以有效地调整电动机的运行参数，以满足各种工业应用的需求。无论是直接变频还是间接变频，无论是SPWM还是其他PWM技术，都是为了实现更高效、更平滑的电力传动，从而提高系统的整体性能。