《电力电子学》（双语版） 第六章 PWM控制技术

第六章PWM控制技术 引宣 6.1PWM控制的基本原理 6.2PWM逆变电路及其控制方法 6.3PWM跟踪控制技术 6.4PWM整流电路及其控制方法 本章小结 它力电子术 6-1

电力电子技术 6-1 第六章 PWM控制技术 引言 6.1 PWM控制的基本原理 6.2 PWM逆变电路及其控制方法 6.3 PWM跟踪控制技术 6.4 PWM整流电路及其控制方法 本章小结

第六章PWM控制技术引言 PWM( Pulse width Modulation)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3、4章已涉及到PWM控制,第3章直流斩 波电路采用的就PWMM技术;第4章的4.1斩控 式调压电路和4.4矩阵式变频电路都涉及到了 它力电子术 6-2

电力电子技术 6-2 第六章 PWM控制技术• 引言 ▪ PWM (Pulse Width Modulation)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3、4章已涉及到PWM控制，第3章直流斩 波电路采用的就PWM技术；第4章的4.1斩控 式调压电路和4.4矩阵式变频电路都涉及到了

第六章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PWMM技术,因此,本章和第5章(逆变电 路)相结合,才能使我们对逆变电路有完整地认识 它力电子术 6-3

电力电子技术 6-3 第六章 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5章（逆变电 路）相结合，才能使我们对逆变电路有完整地认识

61PWM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 f(t f()4 f(0 (t) a)矩形脉冲b)三角形脉冲c)正弦半波脉冲d)单位脉冲函数 图6-1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 它力电子术 6-4

电力电子技术 6-4 6.1 PWM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6-1 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) O t a)矩形脉冲 b)三角形脉冲 c)正弦半波脉冲 O t O t O t f (t) f (t) f (t)

61PWM控制的基本思想 具体的实例说明 “面积等效原理” f(0)4 in f(0单 ▲ f(4 O 图6-2冲量相等的各 种窄脉冲的响应波形 (t)-电压窄脉冲, 是电路的输入 i(t)一输出电流,是 电路的响应。 它力电子术 6-5

电力电子技术 6-5 6.1 PWM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） u (t)－电压窄脉冲， 是电路的输入 。 i (t)－输出电流，是 电路的响应

61PWM控制的基本思想 如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波 U SPWM波 它力电子术 6-6

电力电子技术 6-6 O u ωt > SPWM波 6.1 PWM控制的基本思想 O u ωt > 如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波 O u ωt >

61PWM控制的基本思想 如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替个正弦半波 U SPWM波 不等宽 若要改变等效输出正弦 等幅 波幅值,按同一比例改 面积(冲量)相等中点重合 变各脉冲宽度即可 宽度按正弦规律变化 它力电子术 6-7

电力电子技术 6-7 6.1 PWM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。 SPWM波 O u ωt > 如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波 O u ωt O > u ωt >

61PWM控制的基本思想 a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 O o t 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。 U 它力电子术 6-8

电力电子技术 6-8 6.1 PWM控制的基本思想 O w t U d -U d 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： O w t U d - U d 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

61PWM控制的基本思想 等幅PWM波 不等幅PWM波 ←输入电源是恒定直流 输入电源是交流或不是 第3章的直流斩波电路 恒定的直流 62节的PWM逆变电路 4.1节的斩控式交流调压电路 6.4节的PWM整流电路 4.4节的矩阵式变频电路 它力电子术 6-9

电力电子技术 6-9 6.1 PWM控制的基本思想 等幅PWM波 输入电源是恒定直流 第3章的直流斩波电路 6.2节的PWM逆变电路 6.4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 4.1节的斩控式交流调压电路 4.4节的矩阵式变频电路 O w t Ud -Ud U o ωt

61PWM控制的基本思想 )PWM电流波 电流型逆变电路进行PWM控制,得到的就 是PWM电流波 aPWM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 20V 15ms 20ms 25ms 30ms ●所需波形等效的PWM波 它力电子术 6-10

电力电子技术 6-10 6.1 PWM控制的基本思想 2）PWM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 0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms -20V 0V 20V