SPWM的数学计算调制比载波比PPT学习教案

1、会计学1SPWM的数学计算调制比载波比的数学计算调制比载波比为何采用PWM控制？第1页/共48页原理图常规交直交变频器传统变频器采用可控整流桥变压，逆变器用来变频，变压和变频在两个独立的变换器中去实现，相互的配合在动态过程中就会显得不协调，给系统的运行带来一系列影响。第2页/共48页主电路有两个可控的功率环节，需两套控制系统，相对来说比较复杂；由于中间直流环节有滤波电容或电抗器等大惯性元件存在，使系统的动态响应缓慢；可控整流器使供电电源的功率因数随变频装置输出的频率的降低而变差，并产生高次谐波电流。逆变器输出为六拍阶梯波交变电压，含有较多高次谐波，产生较大的脉动转矩，影响电机的稳定工作。第3页

2、/共48页象限脉冲整流器电力机车整流部分为四图交直交变频器原理PWM将通讯系统中的调制技术引入交流变频领域，采用脉宽调制（PWM）技术，可在逆变器上同时实现变压和变频，对非正弦供电电机来说，PWM可消除或消弱有害高次谐波。第4页/共48页主电路只有一个可控的功率环节，简化了结构；使用了不可控整流器，可提高电网的功率因数；逆变器在调频的同时实现调压，而与中间直流环节的元件参数无关，加快了系统的动态响应；可获得比常规六拍阶梯波更好的输出电压波形，能抑制或消除低次谐波，使负载电机可在近似正弦波的交变电压下运行，转矩脉动小，提高了系统的性能。第5页/共48页第6页/共48页第7页/共48页l 以正弦波

3、作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrier wave），并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（Modulation wave），当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。第8页/共48页第9页/共48页）输入、输出原理图正弦脉宽调制（SPWMl在控制电路中，一个频率为fr幅值为Ur的参考正弦波Wsin（调制信号）加载于频率为ft幅值为Ut的三角波W（载波）后，得到一个脉冲宽度变化的SPWM波Wspwm（已调制波），用已调制波的高低逻辑电平经分配与放大后去驱动

4、逆变器的主开关元件，即可使逆变器输出与已调制波Wspwm相似的SPWM电压波形；第10页/共48页cmrmUUM rcffN 第11页/共48页第12页/共48页第13页/共48页倒向信号单极性脉宽调制波形第14页/共48页ddUU、 0第15页/共48页逆变器三相输出波形双极性SPWM2dU第16页/共48页第17页/共48页时）（时crdcrdAuuUuuUu2)(210)sincos(2kkkkwtbkwtaau第18页/共48页10)sin(kkkmkwtUUu20cos21kwtdwtuak20sin21kwtdwtubk0spwm210200UuudwtU波形上、下对称，的直流分量

5、，次谐波幅值的k22UbaUkkkm次谐波相位角的kUbaarctgkkk第19页/共48页2/*dkmkmUUU1M第20页/共48页第21页/共48页高次谐波分量波形的基波分量及主要时双极性SPWM15N第22页/共48页第23页/共48页第24页/共48页第25页/共48页第26页/共48页第27页/共48页第28页/共48页第29页/共48页第30页/共48页第31页/共48页第32页/共48页l缺点：1、实时控制时难以计算脉冲宽度；2、离线计算，利用查表法输出PWM波，占有内存过大，不符合微机等采样周期的控制要求。第33页/共48页第34页/共48页 自然采样对称规则采样不对称规则采样平均对称规则采样第35页/共48页第36页/共48页第37页/共48页q三相380V理想电源供电时电机转速与转矩波形第38页/共48页第39页/共48页第40页/共48页图6-8ucurUurVurWuuUNuVNuWNuUNuUVUd-UdOtOOOOOttttt