第章WM控制技术

1第7章PWM控制技术

引言

7.1PWM控制的基本原理

7.2PWM逆变电路及其控制方法

7.3PWM跟踪控制技术

7.4PWM整流电路及其控制方法

本章小结2第7章PWM控制技术•

引言PWM(PulseWidthModulation)控制就是脉宽调制技术：即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值)。第5、6章已涉及到PWM控制，第5章直流斩波电路采用的就PWM技术；第6章的6.1斩控式调压电路和6.4矩阵式变频电路都涉及到了。3第7章PWM控制技术•

引言PWM控制的思想源于通信技术，全控型器件的发展使得实现PWM控制变得十分容易。PWM技术的应用十分广泛，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。现在使用的各种逆变电路都采用了PWM技术，因此，本章和第4章（逆变电路）相结合，才能使我们对逆变电路有完整地认识。47.1PWM控制的基本思想1.重要理论基础——面积等效原理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。冲量窄脉冲的面积效果基本相同环节的输出响应波形基本相同图7-1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲d)单位脉冲函数f(t)d(t)tOa)矩形脉冲b)三角形脉冲c)正弦半波脉冲tOtOtOf(t)f(t)f(t)57.1PWM控制的基本思想b)图6-2冲量相等的各种窄脉冲的响应波形具体的实例说明“面积等效原理”a）e(t)－电压窄脉冲，是电路的输入。

i(t)－输出电流，是电路的响应。

6Ouωt>SPWM波7.1PWM控制的基本思想Ouωt>如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波Ouωt>77.1PWM控制的基本思想若要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。Ouωt>SPWM波Ouωt>如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波Ouωt>87.1PWM控制的基本思想OwtUd-Ud对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波为：OwtUd-Ud根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的PWM波，而且这种方式在实际应用中更为广泛。97.1PWM控制的基本思想等幅PWM波输入电源是恒定直流

第5章的直流斩波电路7.2节的PWM逆变电路

7.4节的PWM整流电路不等幅PWM波输入电源是交流或不是恒定的直流

6.1节的斩控式交流调压电路

6.4节的矩阵式变频电路OwtUd-UdUoωt2.PWM波形107.1PWM控制的基本思想PWM波大部分是电压波，也有电流波。电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是

PWM电流波。PWM波可等效的各种波形直流斩波电路直流波形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逆变电路及其控制方法目前中小功率的逆变电路几乎都采用PWM技术。逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。本节内容构成了本章的主体。PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种，目前实用的PWM逆变电路几乎都是电压型电路。127.2PWM逆变电路及其控制方法

7.2.1

计算法和调制法

7.2.2

异步调制和同步调制

7.2.3

规则采样法

7.2.4PWM逆变电路的谐波分析

7.2.5

提高直流电压利用和减少开关次数

7.2.6PWM逆变电路的多重化137.2.1

计算法和调制法1.计算法根据正弦波频率、幅值和半周期内的脉冲数，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。本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要变化。147.2.1

计算法和调制法工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断。负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负。负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于Ud。2.调制法图7－4单相桥式PWM逆变电路结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明(1)电路工作原理157.2.1

计算法和调制法图7－4单相桥式PWM逆变电路V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0负载电流为负的区间，V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud。V4关断V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0。uo总可得到Ud和零两种电平。uo负半周，让V2保持通，V1保持断，V3和V4交替通断，uo可得-Ud和零两种电平。167.煤2.些1计算徐法和予调制善法（2）调围制原奥理ur正半伍周，V1保持通，V2保持断。当ur>uc时使V4通，V3断，uo=Ud。当ur<uc时使V4断，V3通，uo=0。这样送就在携负载轮端得洪到了SP今WM波形u0。ur负半运周，请产同学章们自兰己分释析。上述PW套M波只在好单个卫极性俘范围伟内变饼化称单框极性PW虫M控制宁方式住。图7-5单极性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud表示uo的基波分量设调驳制信呼号ur为正工弦波耻；载龟波信薯号uc为三粘角波冶。利用ur和uc的交竖点时滨刻控掌制IG任BT的通毯断。177.魄2.御1计算岭法和离调制赤法3.双极性PW朝M控制康方式（单搅相桥期逆变填）在ur的半赶个周鼻期内周，三权角波暗载波资不再供是单浮极性卡，而天是有正惠有负，所梦得PW恭M波也穿有正抗有负掉，其沿幅值乞只有±Ud两种芳电平垫。ur正负伞半周臭，对矿各开绑关器语件的诊控制制规律仍相同惹。当ur>uc时，给V1和V4导通轨信号悔，给V2和V3关断王信号体。如io>0，V1和V4通，钢如io<0，VD1和VD4通，uo=Ud。当ur<uc时，给V2和V3导通哑信号福，给V1和V4关断茂信号毙。如io<0，V2和V3通，邮如io>0，VD2和VD3通，uo=-Ud。图7-描6双极撒性PW伍M控制然方式敲波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud和单滨极性PW臣M控制约方式躁对应弹，也搏是在ur和uc的交之点时盏刻控熄制IG姻BT的通箩断。187.径2.异1计算阶法和努调制道法图7-6双极性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud图7-5单极性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud对照搏上述垫两图臂可以玻看出逐，单相直桥式竹电路房诚既可替采取摘单极盲性调逼制，很也可菌采用抚双极凑性调激制，由于酬对开糕关器丧件通先断控层制的批规律甜不同苹，它损们的态输出让波形扒也有演较大层的差芬别。197.部2.爬1计算线法和先调制外法4.双极孝性PW寒M控制方式（三版相桥毕逆变枪）图7-万7三相储桥式PW控M型逆轧变电侨路三相的PWM控制公用三角波载波uc三相的调制信号urU、urV和urW依次相差120°207.她2.涨1计算储法和村调制额法ucurUurVurWuuUN'uVN'uWN'uUNuUVUd-UdO?tOOOOO?t?t?t?t?t2Ud?2Ud2Ud?2Ud2Ud3Ud32Ud图7-尘7三相额桥式PW忠M型逆首变电鼠路图7-回8三相幻玉桥式PW僻M逆变和电路熟波形下面罚以U相为济例分谎析控制筝规律：当urU>uc时，肺给V1导通称信号唇，给V4关断工信号皮，uUN累’=Ud/2。当urU<uc时，逗给V4导通变信号晌，给V1关断意信号配，uUN四’=-Ud/2。当给V1(V4)加导脂通信明号时脆，可乌能是V1(V4)导通弯，也衬可能冒是VD1(V您D4)导通导。uUN悠’、uVN’和uWN害’的PW骄M波形而只有±Ud/2两种减电平毕。uUV波形良可由uUN汤’-uVN’得出汉，当1和6通时禽，uUV=Ud，当3和4通时诉，uUV=－Ud，当1和3或4和6通时怒，uUV=0。217.肤2.挪1计算叠法和抱调制勤法ucurUurVurWuuUN'uVN'uWN'uUNuUVUd-UdO?tOOOOO?t?t?t?t?t2Ud?2Ud2Ud?2Ud2Ud3Ud32Ud图7-焰7三相修桥式PW步M型逆刃变电命路图7-棕8三相淡桥式PW群M逆变词电路萍波形输出某线电岁压PW加M波由±Ud和0三种镜电平浩构成负载疤相电逗压PW稻M波由(±陷2/示3)Ud、(±笨1/矿3)Ud和0共5种电举平组窃成。防直廉通的左死区驼时间同一病相上聪下两踢臂的脱驱动刻信号订互补源，为旦防止神上下结臂直乏通而蹦造成未短路氧，留上一小脏段上时下臂椅都施梢加关指断信尿号的倡死区中时间删。死区授时间南的长存短主文要由跃开关皇器件馋的关临断时胞间决章定。死区欠时间寻会给余输出梯的PW也M波带宽来影职响，租使其垦稍稍沙偏离构正弦精波。227.识2.盖1计算豆法和衰调制卧法5.特定篇谐波镇消去棍法(S干el宽ec庆te晌d扒Ha脏rm有on缴ic景E帖li宗mi跌na靠ti拉on售P岛WM蔬—S摆HE咸PW寇M)这是妨计算生法中废一种圈较有昼代表缎性的说方法佛。输出弊电压半周期顶内，附器件傲通、础断各3次（筝不包抗括0和π），酸共6个开匠关时晌刻可能控。为减问少谐译波并备简化控制链，要帮尽量更使波搭形对告称。图7-9特定谐波消去法的输出PWM波形OwtuoUd-Ud2ppa1a2a3237.蓝2.讲1计算泰法和某调制遥法首先，为消除偶次谐波，使波形正负两半周期镜对称，即(7-1)其次，为消除谐波中余弦项，应使波形在正半周期内前后1/4周期以π/2为轴线对称

(7-2)同时满足式（6-1）、（6-2）的波形称为四分之一周期对称波形，用傅里叶级数表示为

(7-3)

式中，an为247.浅2.观1计算核法和队调制爬法图7-9，能独立控制a1、a

2和a

3共3个时刻。该波形的an为

式中n=1,3,5,…OwtuoUd-Ud2ppa1a2a3先确遭定a1的值寒，再铁令两个思不同邪的an=0明(n=3倘,5欺,7…)，就行可建狭三个促方程猾，联奸立求芽得a1、a2和a3。图7-隶9特定我谐波秒消去摊法的覆输出PW岁M波形25消去见两种堂特定厅频率爹的谐浪波7.子2.岭1计算鼓法和免调制宵法在三胖相对跟称电胶路的城线电另压中毫，相投电压堤所含裂的3次谐值波相劳互抵美消。可考脏虑消饰去5次和7次谐磁波，丙得如冠下联执立方从程：给定a1，解甚方程扎可得a1、a2和a3。a1变，a1、a2和a3也相洽应改颤变。（7－5）267.谎2.午1计算谋法和课调制挥法一般锣在输黄出电搂压半金周期妻内，喜器件步通、阴断各k次，族考虑臣到PW盛M波四伟分之袜一周稼期对率称，k个开止关时民刻可鲁控，社除用夺一个拉自由祖度控役制基刃波幅脏值外浓，可爽消去k－1个频安率的雨特定蔑谐波禾。k的取刮值越车大，已开关粥时刻引的计牌算越茶复杂怒。除计残算法疤和调街制法闷外，耕还有且跟踪颗控制菊方法经，在7.买3节介赏绍。277.咬2.珠2异步鼓调制贿和同脚步调者制根据盛载波另和信恶号波宾是否鲜同步屡及载云波比斧的变遭化情劳况，PW虎M调制疮方式昏分为异步漂调制和同步胳调制。通常晴保持fc固定绪不变催，当fr变化装时，付载波件比N是变刷化的在信勿号波鲁的半兼周期麦内，PW醒M波的棍脉冲抖个数搏不固吸定，开相位经也不吵固定润，正汁负半厅周期毁的脉碎冲不称对称少，半末周期蜡内前梯后1/鞭4周期什的脉耐冲也缠不对懂称。当fr较低益时，N较大勒，一虽周期滋内脉辟冲数恒较多某，脉忙冲不迅对称落产生桥的不恋利影傍响都拼较小陶。当fr增高肤时，N减小衔，一笼周期工内的日脉冲机数减客少，PW洁M脉冲涂不对币称的慌影响堤就变幸大。载波比载波频率fc与调制信号频率fr之比，N=fc/fr1.异步调制载波信号和调制信号不同步的调制方式287.团2.建2异步抛调制白和同乌步调豆制2.同步珍调制——载波偏信号羡和调数制信猜号保婚持同貌步的鸡调制狭方式村，当啦变频大时使载停波与版信号哲波保蝇持同鼓步，条即N等于砍常数拿。ucurUurVurWuuUN'uVN'OttttOOOuWN'2Ud-2Ud图7-10同步调制三相PWM波形基本价同步曲调制烤方式费，fr变化停时N不变画，信伙号波俗一周取期内同输出唇脉冲棋数固互定。三相墓电路申中公魔用一汇个三旅角波谢载波砍，且舌取N为3的整椒数倍鼻，使顷三相牲输出取对称仍。为使愧一相艰的PW甚M波正新负半灶周镜武对称欧，N应取凳奇数俘。fr很低确时，fc也很壮低，冈由调况制带衬来的绿谐波和不易触滤除蝇。fr很高愤时，fc会过接高，辟使开输关器妨件难片以承赢受。297.脑2.岗2异步赌调制陡和同搬步调担制3.分段酸同步爱调制——异步锡调制形和同归步调邀制的佳综合损应用系。把整护个fr范围怪划分付成若呈干个袖频段右，每悼个频援段内坟保持N恒定鼓，不粒同频卷段的N不同秒。在fr高的桃频段降采用镇较低蠢的N，使谱载波岭频率遮不致问过高亭；在fr低的和频段悠采用逃较高色的N，使椅载波仓频率薯不致剪过低驴。这仰样fc大约臭在1.扫4～2.疤0k谷Hz之间之。为防拘止fc在切闯换点绪附近俯来回会跳动盯，采眼用滞永后切仙换的绪方法土。同步糖调制命比异满步调仆制复济杂，夏但用创微机浆控制死时容由易实权现。图7-宾11分段临同步柔调制崇方式膀举例另外徒，可塑在低穴频输场出时木采用荷异步斜调制锦方式请，高报频输雀出时序切换临到同钩步调跑制方皇式，止这样初把两肃者的眉优点痛结合胡起来敲，和云分段泛同步浆方式敲效果蜜接近疗。307.暂2.临3规则画采样欣法1）自睬然采尤样法摧：按照SP笔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证点时恐刻生全成的PW舅M波的羡方法纲，其美求解废复杂聪，工昨程应报用不战多。ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d图7-12规则采样法2）规奶则采挨样法工程底实用油方法挖，效姥果接器近自呀然采士样法烤，计捆算量小窑得多机。317.傅2.才3规则握采样皱法三角跨波两礼个正斜峰值复之间岂为一府个采拌样周觉期Tc。自然良采样宗法中语，脉泳冲中冒点不崭和三台角波(负峰额点)重合朴。规则抚采样裹法使弊两者唱重合尖，使蜻计算猜大为售简化炼。如图督所示粗确定A、B点，么在tA和tB时刻比控制军开关典器件怜的通球断。脉冲累宽度d和用菜自然送采样获法得甜到的扬脉冲君宽度听非常瞎接近伶。规则柴采样阴法原理ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d图7-12规则采样法327.鼠2.计3规则只采样粥法规则从采样果法计撞算公才式推胖导正弦调制信号波三角波一周期内，脉冲两边间隙宽度(7-7)a称为调制度，0≤a<1；wr为信号波角频率从图7-12得,(7-6)ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d图7-12规则采样法337.订2.井3规则骆采样用法3）三相救桥逆斗变电山路的情撑况三角波载波公用，三相正弦调制波相位依次差120°同一三角波周期内三相的脉宽分别为dU、dV和dW，脉冲两边的间隙宽度分别为d´U、d´

V和d´

W，同一时刻三相调制波电压之和为零，由式(6-6)得

由式(6-7)得利用以上两式可简化三相SPWM波的计算(7-8)(7-9)347.桨2.攀4马PW期M逆变帆电路竖的谐痛波分牢析使用早载波悔对正狭弦信佛号波彼调制醉，会矮产生竿和载斑波有役关的魔谐波浑分量险。谐波频率凳和幅量值是衡夕量PW绕M逆变愉电路抽性能奖的重软要指呀标之毙一。分析险以双极距性SP壤WM波形缎为准净。同步沟调制淹可看专成异粪步调此制的特殊情况敲，故雀只分亦析异寺步调醒制方亿式。分析懂方法以载突波周终期为泼基础桃，再盏利用贝塞培尔函这数推导赠出PW吹M波的傅里飘叶级集数表达张式。尽管接分析男过程滔复杂恨，但年结论窄简单俊而直绒观(见频闸谱图)。35c+kr)角频率(nww1002+-1234+-02+-4+-01+-3+-5+-谐波振幅0.20.40.60.81.01.21.4kna=1.0a=0.8a=0.5a=0图7-添13，不峰同a时单佛相桥品式PW烫M逆变罪电路背输出哈电压乘频谱浴图。1）单相秩的分择析结戏果谐波角频率为:式中，n=1,3,5,…时，k=0,2,4,…；

n=2,4,6,…时，k=1,3,5,…PW析M波中睁不含牲低次说谐波赚，只碍含wc、2wc、3wc及其直附近居的谐婶波，祖幅值绪最高扮影响礼最大卫的是楼角频秒率wc的谐逮波分落量。图7-思13单相PW毕M桥式吹逆变弃电路拾输出掠电压街频谱秘图7.沾2.搅4尤PW喝M逆变猾电路淋的谐内波分鉴析362）三相非的分求析结椅果输出煤线电挑压中丸的谐男波角懒频率否为式中喘，n=1盆,3呆,5我,…时，k=3谣(2m－1)挤±1，m=1宴,2吸,…；n=2颜,4茧,6丙,…时，图7-14，不同a时三相桥式PWM逆变电路输出电压频谱图。公用载波信号时的情况。1002+-1234+-02+-4+-01+-3+-5+-0.20.40.60.81.01.2kna=1.0a=0.8a=0.5a=0角频率(nwc+kwr)图7-14三相桥式PWM逆变电路输出线电压频谱图谐波振幅7.肉2.处4似PW彩M逆变与电路镰的谐卡波分点析37三相些和单毁相比棵较，角共同赖点是再都不尤含低羊次谐画波，购一个盗较显隙著的料区别阴是载浆波角香频率wc整数雕倍的渴谐波捞没有真了，锦谐波浆中幅疯值较谣高的绒是wc±2wr和2wc±wr。SP肾WM波中碗谐波洗主要吃是角茧频率饶为wc、2wc及其离附近貌的谐秩波，含很容掉易滤朗除。当调舒制信蚂号波端不是州正弦道波时取，谐锣波由月两部妙分组乐成：仅一部腐分是挡对信伸号波兴本身暂进行卷谐波坟分析码所得亿的结绘果，猴另一偏部分夹是由饱于信页号波助对载职波的月调制脑而产骆生的墙谐波讽。后扁者的傅谐波草分布桑情况只和SP鞋WM波的京谐波惩分析菊一致跟。谐波滑分析干小结7.孙2.刺4浙PW赵M逆变码电路兵的谐厉波分糠析387.杆2.姐5提高床直流职电压激利用院率和手减少常开关疯次数直流晕电压怕利用雷率——逆变荷电路宪输出润交流界电压停基波色最大规幅值U1m和直上流电职压Ud之比骡。提高疯直流滴电压挤利用蛛率可洲提高录逆变彩器的冠输出茶能力惨。减少窄器件信的开赠关次室数可话以降奖低开钟关损涝耗。正弦针波调接制的薪三相PW做M逆变热电路税，调赠制度a为1时，身输出测线电强压的谁基波贡幅值派为相，普直流蛛电压箩利用篮率为0.伸86扎6，实长际还岩更低径。梯形周波调锄制方僚法的挨思路采用其梯形眯波作兔为调侧制信利号，凡可有扁效提吃高直锅流电庄压利娃用率芬。当梯打形波谁幅值获和三惨角波脑幅值页相等晶时，贪梯形细波所幸含的睬基波权分量测幅值伙更大途。39ucurUurVurWuuUN'OwtOwtOwtOwtuVN'uUV7.陷2.鞭5提高摩直流偿电压蓝利用桌率和生减少忆开关锦次数图7-芹15梯形波波为枣调制谊信号株的PW蛾M控制1）梯贫形波夏调制践方法凝的原勇理及吉波形梯形竿波的州形状订用三角舅化率s=Ut/Uto描述碗，Ut为以建横轴培为底月时梯碧形波勒的高误，Uto为以横轴酱为底竭边把太梯形牛两腰段延长装后相交交所葛形成秘的三腐角形少的高瓶。s=0时梯录形波幼变为倾矩形味波，s=1时梯挣形波里变为麻三角砖波。梯形适波含丝式低次责谐波剑，PW称M波含弯同样怨的低摘次谐墓波。低次陆谐波料（不桃包括酒由载缠波引秒起的项谐波吼）产悄生的堵波形暮畸变漏率为d。40梯形波调制的缺点：输出波形中含5次、7次等低次谐波7.帜2.洋5提高稿直流消电压样利用恒率和旅减少滔开关肆次数图7-壁16，d和U1m/Ud随s变化缘瑞的情歼况。图7-鸭17，s变化涛时各棍次谐亭波分速量幅馋值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图7-16s

变化时的d

和直流电压利用率

ss=0.4时，谐波含量也较少，约为3.6%，直流电压利用率为1.03，是正弦波调制时的1.19倍，综合效果较好。U0.20.40.60.81.0s5wr00.10.27wr11wr13wrU1mmn图7-17s变化时的各次谐波含量412）线电饥压控饲制方谣式7.眼2.绕5提高贿直流场电压粱利用猫率和趁减少晴开关铸次数uucr1uOwturur1uOwtur3图7-18叠加3次谐波的调制信号对两踪蝶个线桃电压他进行盗控制句，适娃当地长利用权多余瓣的一告个自诵由度羞来改烛善控粗制性袄能。目标——使输泡出线注电压珠不含搂低次阀谐波喜的同室时尽摄可能谢提高价直流板电压奥利用遥率，恳并尽迟量减玻少器眠件开猴关次彩数。直接汉控制潜手段槐仍是纹对相怨电压馒进行抗控制猎，但皂控制皆目标疮却是貌线电鹊压相对次线电匪压控五制方盒式，创控制促目标沉为相棚电压焦时称痒为相电固压控痛制方般式。鞍形丛波的浑基波所分量杨幅值燥大。除叠催加3次谐隐波外村，还啄可叠傻加其御他3倍频于的信跌号，绘也可僚叠加绝直流书分量桂，都贡不会岂影响评线电栋压。叠加三次谐波在相电压调制信号中叠加3次谐波，使之成为鞍形波，输出相电压中也含3次谐波。合成线电压时，3次谐波相互抵消，线电压为正弦波。427.感2.庆5提高纺直流境电压恩利用你率和银减少烟开关扫次数3）线电闷压控着制方框式举笨例（叠花加3倍次搅谐波谷和直主流分川量）叠加up，它朽既包残含3倍次巨谐波符，也匹包含粥直流计分量品，up大小宰随正怎弦信装号的布大小林而变融化。设三例角波恭载波范幅值巡寿为1，三懂相调盖制信漫号的堵正弦爱分量序分别内为urU晨1、urV劣1和urW赞1，并战令(7坦-1刷2)则三板相的例调制即信号播分别锦为

图7-19线电压控制方式举例437.盈2.稠5提高豆直流帮电压赌利用菊率和粥减少澡开关蚁次数不论urU菌1、urV仰1和urW棒1幅值求的大浊小，urU、urV、urW总有1/董3周期驻的值令和三唯角波央负峰圆值相纵等。凳在这1/留3周期慌中，补不对泄调制俭信号昏值为-1的相杯进行柔控制立，只史对其牺他两殊相进笛行控笨制，马这种很控制垄方式凳称为两相蜓控制抄方式。优点（1）在1/漏3周期心内器怀件不疼动作浑，开闲关损见耗减竖少1/并3。（2）最帽大输顺出线归电压端基波鬼幅值娇为Ud，直别流电腐压利羡用率提高姻。（3）输忌出线锻电压蒸不含技低次宜谐波哪，优稻于梯淡形波臂调制挪方式误。缺点胸控制袄复杂447.骡2.月6幻玉P渴WM逆变连电路翁的多彻重化PW刘M多重礼化逆军变电陪路，煤一般申目的播：提订高等洒效开荷关频倍率、顺减少球开关瓜损耗祖、减蕉少和间载波乏有关命的谐烤波分松量PW社M逆变趁电路多重愚化联预结方党式有息变压胡器方云式和跨电抗佳器方导式利用电抗器联接的二重PWM逆变电路（图7-22，图7-23)图7-22二重PWM型逆变电路两个单元逆变电路的载波信号相互错开180°输出努端相定对于伞直流塔电源经中点N’的电务压uUN五’=(uU1土N’+uU2国N’)/云2,已变肢为单脂极性PW必M波457.澡2.肉6横P宅WM逆变楚电路振的多复重化输出土线电敌压共牛有0、(±肤1/格2)Ud、±Ud五个浊电平糊，比旱非多撞重化钢时谐鸽波有断所减积少。电抗黑器上素所加纳电压注频率这为载曲波频幼率，灿比输记出频妙率高罗得多稳，只惨要很滨小的跌电抗凯器就兆可以雪了。输出镰电压裹所含究谐波屑角频驰率仍乌可表借示为nwc+kwr，但狭其中n为奇裁数时愚的谐溉波已垄全被裁除去涂，谐祝波最绞低频科率在2wc附近棋，相摩当于谨电路挪的等胡效载证波频粉率提皇高一找倍。图7-23二重PWM型逆变电路输出波形

467.予3啄P胃WM跟踪颈控制冲技术PW堡M波形蹲生成薪的第纽奉三种钞方法——跟踪待控制荷方法。把希想望输搞出的榨波形叛作为纷指令敏信号悠，把绍实际顷波形炭作为反馈版信号唉，通剃过两蚂者的赚瞬时飞值比蜡较来闻决定膨逆变肚电路各开列关器识件的遇通断胡，使只实际蹄的输嗓出跟热踪指即令信交号变化疮。常用垄的有滞环细比较屡方式和三角梢波比丹较方敬式。477.奥3虑P或WM跟踪讯控制听技术7.遮3.艺1滞环份比较国方式7.纤3.货2三角反形比斯较方琴式487.饱3.育1滞环竹比较京方式1)采用征滞环文比较唐方式湾的PW历M电路滚跟踪出控制彼。tOiii*+DIi*-DIi*图7-25滞环比较方式的指令电流和输出电流图7-24滞环比较方式电流跟踪控制举例基本蹦原理把指瞎令电顾流i*和实收际输律出电险流i的偏益差i*-i作为扑滞环滨比较适器的鹊输入数。V1（或VD1）通园时，i增大V2（或VD2）通牢时，i减小通过质环宽骂为2DI的滞殊环比劲较器届的控绍制，i就在i*+DI和i*-DI的范非围内鬼，呈潮锯齿抵状地修跟踪遭指令婚电流i*。参数的影响环宽过宽时，开关频率低，跟踪误差大；环宽过窄时，跟踪误差小，但开关频率过高，开关损耗增大。L大时，i的变化率小，跟踪慢；L小时，i的变化率大，开关频率过高。滞环环宽电抗器L的作用497.箩3.栋1滞环教比较员方式2)三相俘的情少况图7-27三相电流跟踪型PWM逆变电路输出波形图7-26三相电流跟踪型PWM逆变电路507.滨3.钻1滞环详比较慈方式3)采用诸滞环告比较漠方式西的电刷流跟扰踪型PW抄M变流笔电路蹈有如旱下特点。（1）硬帮件电劈燕路简接单。（2）实业时控嘴制，膛电流贿响应脊快。（3）不突用载句波，腔输出柏电压攀波形阅中不端含特腹定频疑率的抢谐波蔑。（4）和脾计算各法及捡调制妹法相决比，双相同竖开关叼频率证时输妖出电仁流屿中高凝次谐循波含陷量多退。（5）属带于闭环拒控制植，是班各种丛跟踪座型PW染M变流肿电路认的共彻同特间点。517.灰3.丘1滞环狭比较就方式4)采用糟滞环群比较正方式捆实现有电压梅跟踪杆控制把指狠令电琴压u*和经纱过滤并波的裁半桥青逆变尚电路坝输出碌电压u进行姓比较着，送洞入滞潮环比懂较器汤，由明比较颤器输涌出控齿制开栽关器培件的族通断草，从妇而实搬现电共压跟纤踪控泊制。图7-念28电压讽跟踪孔控制坚电路稿举例527.惕3.存1滞环洗比较菊方式和电栽流跟造踪控督制电港路相朋比，绿只是写把指苏令和没反馈律信号检从电宅流变乔为电歌压。输出膊电压PW听M波形耽中含芹大量阳高次西谐波汽，必涌须用直适当军的滤余波器团滤除楚。u*=0时，腐输出途电压u为频酱率较仇高的小矩形盒波，兰相当朋于一株个自择励振好荡电荷路。u*为直闭流信糊号时钳，u产生谜直流蹄偏移肺，变姜为正疗负脉撇冲宽翁度不战等，关正宽见负窄病或正子窄负分宽的义矩形枪波。u*为交柴流信纵号时滑，只渐要其蒸频率涉远低介于上陡述自浊励振抄荡频鸭率，竿从u中滤肠除由暖器件歼通断份产生荒的高苏次谐权波后粱，所傲得的我波形暮就几握乎和u*相同践，从买而实砖现电拆压跟集踪控却制。537.露3.适2三角虎形比耗较方哈式负载+-iUi*U+-iVi*V+-iWi*WUdC+-C+-C+-三相三角波发生电路AAA(1志)基本吹原理不是枯把指观令信峰号和迷三角遵波直度接进戚行比章较，柴而是称通过悠闭环辟来进齐行控籍制。把指检令电旺流i*U、i*V和i*W和实遍际输尽出电额流iU、iV、iW进行夸比较疗，求歇出偏转差，雁通过聋放大紧器A放大聪后，秘再去况和三盏角波洋进行吩比较胜，产闪生PW煌M波形信。放大怖器A通常共具有旬比例落积分印特性匀或比慢例特捐性，限其系蒜数直己接影按响电晌流跟哲踪特叶性。(2浸)特点开关属频率湖固定赌，等私于载阵波频蜜率，崭高频红滤波良器设菊计方山便。为改色善输挡出电倍压波升形，谁三角奥波载巡寿波常赴用三银相三衰角波屯载波贺。和滞洁环比道较控队制方业式相绣比，炉这种浆控制殖方式婚输出落电流诸所含榜的谐败波少筛。图7-特29三角发波比界较方深式电酷流跟窝踪型衰逆变竟电路547.肠3.括2三角胜形比挥较方疲式不用捞滞环纷比较辫器，再而是显设置姨一个吨固定羡的时相钟。以固拦定采愉样周芒期对揉指令波信号妻和被支控制康变量辱进行刮采样竟，根览据偏仪差的位极性债来控羊制开张关器甩件通呆断。在时遍钟信停号到生来的储时刻众，如i<i*，V1通，V2断，恼使I增大恒。如i>i*，V1断，V2通，魔使I减小允。每个这采样蓬时刻咏的控眼制作脸用都捎使实数际电盐流与农指令叔电流母的误薯差减盼小。采用赵定时诉比较雾方式番时，栏器件腾的最较高开找关频聪率为嫩时钟魂频率提的1/餐2。和滞摸环比芹较方斜式相为比，助电流赤控制余误差给没有诞一定购的环芬宽，笼控制尽的精敏度低顾一些糠。(3远)除上帆述两角种比僵较方屠式外偶，还它有定时啄比较醒方式。557.训4湾PW争M整流那电路咸及其黑控制牲方法实用嫁的整析流电社路几攻乎都籍是晶慎闸管凤整流组或二爪极管抚整流隙。晶闸樱管相全控整贝流电嘴路：床输入赵电流再滞后异于电架压，宿且其予中谐柿波分司量大例，因奸此功我率因妹数很疑低。二极愤管整扶流电锐路：炎虽位躁移因灭数接映近1，但蔽输入渡电流详中谐挎波分姨量很漂大，略所以枪功率爸因数波也很裁低。把逆及变电果路中林的SP兰WM控制御技术竭用于雹整流拥电路钩，就头形成台了PW偏M整流灯电路。控制PW雄M整流议电路团，使景其输周入电下流非迟常接遭近正诞弦波封，且停和输练入电万压同桐相位核，功应率因裹数近惧似为1，也郊称单位密功率怕因数驴变流豆器，或高功努率因映数整围流器。567.容4淹PW释M整流惰电路碎及其距控制哲方法7.占4.拜1邀PW爷M整流碍电路逐的工模作原府理7.绳4.爬2猎PW泄M整流厉电路始的控琴制方议法571．单相PWM整流电路图7-30单相PWM整流电路7.揪4.毯1各PW踏M整流林电路付的工族作原庄理PW址M整流脆电路绿也可租分为捏电压垫型和夺电流室型两狐大类刻，目悟前电睛压型城的较牛多。半桥电路直流侧电容必须由两个电容串联，其中点和交流电源连接。

单相半桥电路

交流侧电感Ls包括外接电抗器的电感和交流电源内部电感，是电路正常工作所必须的。全桥电路直流侧电容只要一个就可以。

单相全桥电路c587.出4.醒1静PW宏M整流粮电路拿的工所作原遵理(1府)单相鞋全桥PW孝M整流握电路的工识作原录理按正弦信号波和三角波相比较的方法对图7-30b中的V1~V4进行SPWM控制，就可以在桥的交流输入端AB产生一个SPWM波uAB。uAB中含有和正弦信号波同频率且幅值成比例的基波分量，以及和三角波载波有关的频率很高的谐波，不含有低次谐波。由于Ls的滤波作用，谐波电压只使is产生很小的脉动。当正弦信号波频率和电源频率相同时，is也为与电源频率相同的正弦波。us一定时，is幅值和相位仅由uAB中基波uABf的幅值及其与us的相位差决定。改变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与us相位差为所需角度。c597.需4.狗1钻PW浴M整流瞧电路针的工歌作原也理图7-景31夸PW败M整流夹电路载的运负行方利式向较量图a)整流运行b)逆变运行c)无功补偿运行d)超前角为j

dj·Us·UL·UR·UAB·Isd·Us·UR·UAB·Is·ULd·Us·UR·UAB·Is·ULd·Us·UR·UAB·Is·UL607.疤4.纤1缠PW止M整流欣电路市的工虽作原添理b)逆变运行d·Us·UR·UAB·Is·ULa)整流运行d·Us·UL·UR·UAB·Isa：滞后相角d

，和同相，整流状态，功率因数为1。PWM整流电路最基本的工作状态。b：超前相角d

，和反相，逆变状态，说明PWM整流电路可实现能量正反两个方向的流动，这一特点对于需再生制动的交流电动机调速系统很重要。617.必4.炊1瞒PW祖M整流置电路粪的工吹作原愤理c)无功补偿运行d·Us·UR·UAB·Is·ULd)超前角为j

jd·Us·UR·UABIs·ULc：滞后相角d，超前90°，电路向交流电源送出无功功率，这时称为静止无功功率发生器（StaticVarGenerator—SVG）。d：通过对幅值和相位的控制，可以使比超前或滞后任一角度j

。627.港4.府1立PW尚M整流幼电路甲的工俱作原溪理(2并)对单相比全桥PW灵M整流练电路工作屡原理欺的进呈一步摘说明整流滩状态线下:us>躁0时，（V2、VD4、VD1、Ls）和没（V3、VD1、VD4、Ls）分默别组崖成两四个升总压斩壤波电周路，柿以（V2、VD4、VD1、Ls）为优例。us<诸0时，（V1、VD3、VD2、Ls）和折（V4、VD2、VD3、Ls）分枯别组船成两险个升咐压斩朽波电辅路。电压换型PW贵M整流晌电路主是升参压整活流电崇路，捏输出蜓直流动电压仰可从拘交流席电源耕电压捎峰值拾附近低向高板调节敌，不俩宜向丧低调肾节。637.好4.侨1捆PW伐M整流西电路输的工邮作原台理2．三吼相PW锅M整流歼电路三相桥式PWM整流电路，是最基本的PWM整流电路之一，应用最广。工作原理和前述的单相全桥电路相似，只是从单相扩展到三相。进行SPWM控制，在交流输入端A、B和C可得SPWM电压，按图7-31a的相量图控制，可使ia、ib、ic为正弦波且和电压同相，功率因数近似为1。和单相相同，该电路也可工作在逆变运行状态及图c或d的状态。图7-32三相桥式PWM整流电路

负载647.候4.领2气PW拾M整流旺电路尼的控雪制方巴法1)间接电流控制间接电流控制也称为相位和幅值控制。按图7-31a（逆变时为图7-31b）的相量关系来控制整流桥交流输入端电压，使得输入电流和电压同相位，从而得到功率因数为1的控制效果。图7-33，间接电流控制系统的结构图图中的PWM整流电路为图7-32的三相桥式电路控制系统的闭环是整流器直流侧电压控制环。有多没种控胆制方事法，展根据岭有没狱有引入挡电流欧反馈可分馅为两萄种间接法电流孕控制、直接闭电流乞控制。图7-33间接电流控制系统结构657.捐4.驼2羡PW传M整流惑电路颜的控坡制方存法从整株流运挎行向排逆变固运行乌转换首先敏负载团电流箭反向愿而向C充电薯，ud抬高株，PI调节书器出惩现负念偏差垦，id减小俯后变蒙为负舟值，副使交质流输德入电应流相壁位和殖电压怒相位酸反相娇，实摘现逆宝变运贱行。稳态疾时，ud和势仍然志相等触，PI调节刻器输杠入恢霸复到转零，id为负父值，芝并与央逆变租电流念的大戚小对进应。控制虏原理图7-33间接电流控制系统结构结合瞒图7－33进行奋说明馅。667.腐4.早2阳PW贱M整流盐电路岭的控补制方女法控制晴系统撑中其吸余部锈分的喇工作颤原理图中钞上面壳的乘突法器梁是id分别饲乘以余和a、b、c三相回相电哈压同神相位称的正扫弦信牵号，莲再乘箩以电猛阻R，得捞到各芒相电古流在Rs上的顷压降uRa、uRb和uRc。图中屠下面带的乘缴法器歪是id分别闭乘以廊比a、b、c三相喘相电欲压相巷位超红前π/2的余者弦信哲号，莲再乘扛以电甜感L的感槐抗，惰得到执各相贩电流抱在电商感Ls上的俱压降uLa、uLb和uLc。各相牙电源绞相电丈压ua、ub、uc分别汤减去王前面肯求得兼的输鞭入电弦流在筐电阻R和电逮感L上的绘压降应，就州可得驳到所躺需要池的交效流输丈入端抽各相公的相献电压uA、uB和uC的信狱号，胖用该悲信号兔对三柔角波鞭载波亭进行写调制晌，得些到PW行M开关置信号打去控婆制整带流桥蜓，就欧可以除得到棵需要润的控腰制效垃果。存在握的问笛题在信吐号运咱算过绒程中钥用到秀电路贴参数Ls和Rs，当Ls和Rs的运专算值主和实端际值学有误让差时亮，会幕影响吃到控狂制效枕果。是基咱于系夺统的注静态谅模型访设计趋的，脉其动殖态特江性较缸差。间接辟电流从控制性的系画统应炮用较殖少。677.冷4.绑2尾PW股M整流飘电路匹的控摊制方观法2)直接版电流春控制有不同的电流跟踪控制方