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正弦脉宽调造

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  • 颁布功夫:2013/8/15 10:10:32
  • 作者:量值溯源

正弦脉宽调造简介

  工程现实中利用最多的是正弦PWM法(简称SPWM),,, ,,,,,它是在每半个周期内输出若干个宽窄分歧的矩形脉冲波,,, ,,,,,每一矩形波的面积近似对应正弦波各相应每一等份的正弦波形下的面积可用一个与该面积相称的矩形来包办,,, ,,,,,因而正弦波形所包抄的面积可用这N个等幅(Vd)不等宽的矩形脉冲面积之和来等效。。。。。。
  各矩形脉冲的宽度自可由理论推算得出,,, ,,,,,但在现实利用中常由正弦调造波和三角形载波相比力的方式来确定脉宽:由于等腰三角形波的宽度自上向下是线性变动的,,, ,,,,,所以当它与某一光滑曲线订交时,,, ,,,,,可得到一组幅值不变而宽度正迸宗该曲线函数值的矩形脉冲。。。。。。若使脉冲宽杜纂正弦函数值成比例,,, ,,,,,则也可天生SPWM波形。。。。。。在工程利用中感兴致的是基波,,, ,,,,,假定矩形脉冲的幅值Vd恒定,,, ,,,,,半周期内的脉冲数N也不变,,, ,,,,,通过理论分析可知,,, ,,,,,其基波的幅值V1m脉宽δi有线性关系。。。。。。
  在进行脉宽调造时,,, ,,,,,使脉冲系列的占空比按正弦法规来铺排。。。。。。倒佚弦值为最大值时,,, ,,,,,脉冲的宽度也最大,,, ,,,,,而脉冲间的距离则最幼。。。。。。反之,,, ,,,,,倒佚弦值较幼时,,, ,,,,,脉冲的宽度也幼,,, ,,,,,而脉冲间的距离则较大,,, ,,,,,这样的电压脉冲系列能够使负载电流中的高次谐波成分大为减幼,,, ,,,,,称为正弦波脉宽调造。。。。。。

选取正弦脉宽调造的变频器输出电压和电流波形图

图. 选取正弦脉宽调造的变频器输出电压和电流波形图

正弦脉宽调造天生步骤

01双极性SPWM法

  双极性节造则是指在输出波形的半周期内,,, ,,,,,逆变器统一桥臂中的两只元件均处于开关状态,,, ,,,,,但它们之间的关系是互补的,,, ,,,,,即通断状态彼此是相反交替的。。。。。。这样输出波形在职何半周期内城市出现正、负极性电压交替的情况,,, ,,,,,故称之为双极性节造。。。。。。与单极性节造方式相比,,, ,,,,,载波和节造波都造成了有正、负半周的互换方式,,, ,,,,,其输出矩形波也是肆意半周中均出现正负交替的情况。。。。。。

02SPWM天生步骤

  正弦脉宽调造波(sPwM)的天生步骤可分为硬件电路与软件编程两种方式。。。。。。
  依照前面讲述的PWM逆变电路的根基道理和节造步骤,,, ,,,,,能够用模拟电路组成三角波载波和正弦调造波产生电路,,, ,,,,,用比力器来确定它们的交点,,, ,,,,,在交点时刻对功率开关器件的通断进行节造,,, ,,,,,就能够天生SPWM波形。。。。。。但这种模拟电路结构复杂,,, ,,,,,难以实现精确的节造。。。。。。微机节造技术的发展使得用软件天生的SPWM波形变得比力容易,,, ,,,,,因而,,, ,,,,,目前SPWM波形的天生和节造多用微机来实现。。。。。。本节重要介绍用软件天生SPWM波形的几种根基算法。。。。。。

天然采样法

  依照SPWM节造的根基道理,,, ,,,,,在正弦波和三角波的天然交点时刻节造功率开关器件的通断,,, ,,,,,这种天生SPWM波形的步骤称为天然采样法。。。。。。正弦波在分歧相位角时其值分歧,,, ,,,,,因而与三角波订交所得到的脉冲宽度也分歧。。。。。。另表,,, ,,,,,倒佚弦波频率变动或幅值变动时,,, ,,,,,各脉冲的宽度也相应变动。。。。。。要正确天生SPWM波形,,, ,,,,,就应正确地算出正弦波和三角波的交点。。。。。。

SPWM

  右图给出了用天然采样法天生SPWM波形的步骤。。。。。。

  交点A是发出脉冲的时刻tA,,, ,,,,,交点B是实现脉冲的时刻tB,,, ,,,,,t2为脉宽,,, ,,,,,t1+t3为脉宽间歇功夫,,, ,,,,,Tc=t1+t2+t3。。。。。。为载波周期,,, ,,,,,M=Urm/Utm为调造度,,, ,,,,,Urm为调造波幅值,,, ,,,,,Utm为载波幅值。。。。。。设Utm=1,,, ,,,,,则Urm=M,,, ,,,,,正弦调造波为ur=Msinω1t,,, ,,,,,ω1为调造频率,,, ,,,,,也是逆变器输出频率。。。。。。由几何类似三角形关系可得脉宽推算式t2=Tc/2[1+M/2(sinω1tA+sinω1tB)],,, ,,,,,这是一个超过方程,,, ,,,,,tA、tB与载波比N和调造度M都有关系,,, ,,,,,求解难题,,, ,,,,,并且tl≠t3,,, ,,,,,推算更增长难题,,, ,,,,,这种采样法不合适微机实季节造。。。。。。


规定采样法

  规定采样法的内容是用阶梯波来包办正弦波,,, ,,,,,使算法简化。。。。。。在规定法中,,, ,,,,,三角波每个周期的采样时刻都是确定的,,, ,,,,,不作图就可算出相应时刻的正弦波值。。。。。。以规定采样Ⅱ法为例,,, ,,,,,采样时刻的正弦波值顺次为Msinω1te、Msin (ω1te+Tc)、Msin (ω1te+2Tc)…,,, ,,,,,由几何类似三角形关系可得脉宽推算公式t2=Tc/2(1+Msinω1te)。。。。。。间歇功夫t1=t3=1/2(Tc-t2),,, ,,,,,实用的逆变器多是三相的,,, ,,,,,因而还应形成三相的SPWM波形。。。。。。

  三相的SPWM波形。。。。。。三相正弦调造波互差120°,,, ,,,,,三角波是公用的。。。。。。这时A相和B相脉冲波形一样。。。。。。三相脉宽功夫总和为ta2 +tb2+tc2一(3/2)Tc三相间隙功夫总和为3Tc-(3/2)Tc一(3/2)Tc脉冲两侧间隙功夫相称,,, ,,,,,ta1+tb1+tc1=ta3+tb3+tc3一(3/4)Tc。。。。。。


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