SPWM的數(shù)學(xué)計(jì)算調(diào)制比載波比學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1SPWM的數(shù)學(xué)計(jì)算調(diào)制的數(shù)學(xué)計(jì)算調(diào)制(tiozh)比載波比比載波比第一頁，共49頁。為何采用(ciyng)PWM控制？第1頁/共48頁第二頁，共49頁。原理圖常規(guī)交直交變頻器傳統(tǒng)變頻(bin pn)器采用可控整流橋變壓，逆變器用來變頻(bin pn)，變壓和變頻(bin pn)在兩個(gè)獨(dú)立的變換器中去實(shí)現(xiàn)，相互的配合在動態(tài)過程中就會顯得不協(xié)調(diào)，給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來一系列影響。第2頁/共48頁第三頁，共49頁。主電路(dinl)有兩個(gè)可控的功率環(huán)節(jié)，需兩套控制系統(tǒng)，相對來說比較復(fù)雜；由于中間直流環(huán)節(jié)有濾波電容或電抗器等大慣性元件存在，使系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)緩慢；可控整流器使供電電源的功率因數(shù)隨變頻裝

2、置輸出的頻率的降低而變差，并產(chǎn)生高次諧波電流。逆變器輸出為六拍階梯波交變電壓，含有較多高次諧波，產(chǎn)生較大的脈動轉(zhuǎn)矩，影響電機(jī)的穩(wěn)定工作。第3頁/共48頁第四頁，共49頁。象限脈沖整流器電力機(jī)車整流部分為四圖交直交變頻器原理PWM將通訊系統(tǒng)中的調(diào)制技術(shù)(jsh)引入交流變頻領(lǐng)域，采用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)(jsh)，可在逆變器上同時(shí)實(shí)現(xiàn)變壓和變頻，對非正弦供電電機(jī)來說，PWM可消除或消弱有害高次諧波。第4頁/共48頁第五頁，共49頁。主電路(dinl)只有一個(gè)可控的功率環(huán)節(jié)，簡化了結(jié)構(gòu)；使用了不可控整流器，可提高電網(wǎng)的功率因數(shù)；逆變器在調(diào)頻的同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，而與中間直流環(huán)節(jié)的元件參數(shù)無關(guān)，加快了系

3、統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)；可獲得比常規(guī)六拍階梯波更好的輸出電壓波形，能抑制或消除低次諧波，使負(fù)載電機(jī)可在近似正弦波的交變電壓下運(yùn)行，轉(zhuǎn)矩脈動小，提高了系統(tǒng)的性能。第5頁/共48頁第六頁，共49頁。第6頁/共48頁第七頁，共49頁。第7頁/共48頁第八頁，共49頁。l 以正弦波作為逆變器輸出的期望波形，以頻率比期望波高得多的等腰三角波作為載波（Carrier wave），并用頻率和期望波相同的正弦波作為調(diào)制波（Modulation wave），當(dāng)調(diào)制波與載波相交時(shí)，由它們(t men)的交點(diǎn)確定逆變器開關(guān)器件的通斷時(shí)刻，從而獲得在正弦調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi)呈兩邊窄中間寬的一系列等幅不等寬的矩形波。第8頁/共48

4、頁第九頁，共49頁。第9頁/共48頁第十頁，共49頁。）輸入、輸出原理圖正弦脈寬調(diào)制（SPWMl在控制電路中，一個(gè)頻率為fr幅值為Ur的參考正弦波Wsin（調(diào)制信號）加載于頻率為ft幅值為Ut的三角波W（載波）后，得到一個(gè)脈沖(michng)寬度變化的SPWM波Wspwm（已調(diào)制波），用已調(diào)制波的高低邏輯電平經(jīng)分配與放大后去驅(qū)動逆變器的主開關(guān)元件，即可使逆變器輸出與已調(diào)制波Wspwm相似的SPWM電壓波形；第10頁/共48頁第十一頁，共49頁。cmrmUUM rcffN 第11頁/共48頁第十二頁，共49頁。第12頁/共48頁第十三頁，共49頁。第13頁/共48頁第十四頁，共49頁。倒向信號單

5、極性脈寬調(diào)制波形第14頁/共48頁第十五頁，共49頁。ddUU、 0第15頁/共48頁第十六頁，共49頁。逆變器三相輸出波形雙極性SPWM2dU第16頁/共48頁第十七頁，共49頁。第17頁/共48頁第十八頁，共49頁。時(shí)）（時(shí)crdcrdAuuUuuUu2)(210)sincos(2kkkkwtbkwtaau第18頁/共48頁第十九頁，共49頁。10)sin(kkkmkwtUUu20cos21kwtdwtuak20sin21kwtdwtubk0spwm210200UuudwtU波形上、下對稱，的直流分量，次諧波幅值的k22UbaUkkkm次諧波相位角的kUbaarctgkkk第19頁/共48

6、頁第二十頁，共49頁。2/*dkmkmUUU1M第20頁/共48頁第二十一頁，共49頁。第21頁/共48頁第二十二頁，共49頁。高次諧波分量波形的基波分量及主要時(shí)雙極性SPWM15N第22頁/共48頁第二十三頁，共49頁。第23頁/共48頁第二十四頁，共49頁。第24頁/共48頁第二十五頁，共49頁。第25頁/共48頁第二十六頁，共49頁。第26頁/共48頁第二十七頁，共49頁。第27頁/共48頁第二十八頁，共49頁。第28頁/共48頁第二十九頁，共49頁。第29頁/共48頁第三十頁，共49頁。的弊病。第30頁/共48頁第三十一頁，共49頁。第31頁/共48頁第三十二頁，共49頁。第32頁/共

7、48頁第三十三頁，共49頁。l缺點(diǎn)：l1、實(shí)時(shí)控制時(shí)難以計(jì)算脈沖寬度；l2、離線計(jì)算，利用查表法輸出PWM波，占有內(nèi)存過大，不符合微機(jī)等采樣(ci yn)周期的控制要求。第33頁/共48頁第三十四頁，共49頁。第34頁/共48頁第三十五頁，共49頁。 自然采樣對稱規(guī)則采樣不對稱規(guī)則采樣平均對稱規(guī)則采樣第35頁/共48頁第三十六頁，共49頁。第36頁/共48頁第三十七頁，共49頁。第37頁/共48頁第三十八頁，共49頁。q三相380V理想(lxing)電源供電時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩波形第38頁/共48頁第三十九頁，共49頁。第39頁/共48頁第四十頁，共49頁。第40頁/共48頁第四十一頁，共49頁。第41頁/共48頁第四十二頁，共49頁。第42頁/共48頁第四十三頁，共49頁。第43頁/共48頁第四十四頁，共49頁。第44頁/共48頁第四十五頁，共49頁。第45頁/共48頁第四十六頁，共49頁。第46頁/共48頁第四十七頁，共49頁。第47頁/共48頁第四十八頁，共49頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)會計(jì)學(xué)。SPWM的數(shù)學(xué)計(jì)算調(diào)制比載波比。上頁圖中