pwm逆變電路

1. PWM逆變電路的諧波特點

最大的特點，應該是諧波次數比較高，品種較為豐富了。
按照傅里葉級數，PWM逆變電路產生的諧波，應該是載波頻率的6N±1次，理想狀態下，諧波的含量為輸出電流/（6N±1）。

2. 如何提高pwm逆變電路的直流電壓利用率

不用正弦波，而採用梯形波作為調制信號，可以有效提高直流電壓利用率。
直流電壓利用率=逆變電路所能輸出的交流電壓基波最大幅值U1m和直流電壓Ud之比；
對於正弦波調制的三相pwm逆變電路來說，在調制度為1時，直流電壓利用率僅為0.866。

3. 單項橋式逆變pwm有哪些控制方法

PWM逆變電路及其控制方法

1.

計演算法和調製法
同步調制和非同步調制 規則采樣法

2.
3.

計演算法和調製法
1）計演算法
根據正弦波頻率、幅值和半周期脈沖數，准確計 算PWM波各脈沖寬度和間隔，據此控制逆變電路 開關器件的通斷，就可得到所需PWM波形。 本法較繁瑣，當輸出正弦波的頻率、幅值或相位 變化時，結果都要變化。

計演算法和調製法
2）調製法
結合IGBT單相橋式電壓型逆變電路對調製法進行說明
在Ur的正半周， 當Ur > Uc時， Uo=Ud 。 當Ur < Uc時，Uo=0 。 在Ur的負半周， 當Ur > Uc時， Uo=0 。 當Ur < Uc時，Uo=- Ud 。 因此，在Ur的一個周期內，輸 出的PWM波有+ Ud ，0三種 電平。

單極性控制方式： Ur

Ur

Ur

圖7－4 單相橋式PWM逆變電路

計演算法和調製法
3）雙極性PWM控制方式（三相橋逆變）
三相的PWM控制 公用三角波載波uc 三相的調制信號urU、 urV和urW依次相差 120°

圖7-7 三相橋式PWM型逆變電路

計演算法和調製法
u
O u UN'
U d 2 U d 2 Ud 2 Ud 2 Ud 2

u rU

u rV

uc

u rW

? t

下面以U相為例分析控制規律：
當urU>uc時，uUN』=Ud/2。 當urU<uc時，uUN』=-Ud/2。
Uun '

O

?

? t

u VN' O
?

? t

u WN'

O

? t

u UV Ud O -Ud u UN O
2Ud 3 Ud 3

? t

輸出線電壓PWM波由±Ud 和0三種電平構成 負載相電壓PWM波由 (±2/3)Ud、(±1/3)Ud和0共 5種電平組成。

? t

圖7-8 三相橋式PWM逆變電路波形

圖7-7 三相橋式PWM型逆變電路

非同步調制和同步調制
根據載波和信號波是否同步及載波比的變化情況， PWM調制方式分為非同步調制和同步調制。 1） 非同步調制 載波信號和調制信號不同步的調制方式

通常保持fc固定不變，當fr變化時，載波比N是變化的 在信號波的半周期內，PWM波的脈沖個數不固定，相位也 不固定，正負半周期的脈沖不對稱，半周期內前後1/4周期 的脈沖也不對稱

當fr較低時，N較大，一周期內脈沖數較多，脈沖不對稱產 生的不利影響都較小
當fr增高時，N減小，一周期內的脈沖數減少，PWM脈沖不 對稱的影響就變大

非同步調制和同步調制 2） 同步調制
——載波信號和調制信號保持同步的調制方式，當變頻時 使載波與信號波保持同步，即N等於常數。
基本同步調制方式，fr變化 時N不變，信號波一周期內 輸出脈沖數固定。 三相電路中公用一個三角 波載波，且取N為3的整數 倍，使三相輸出對稱。 為使一相的PWM波正負半 周鏡對稱，N應取奇數。 fr很低時，fc也很低，由調 制帶來的諧波不易濾除。 fr很高時，fc會過高，使開 關器件難以承受。
u O uUN'
Ud 2 Ud 2

u rU

uc urV

urW

t

O

t

uVN' O uWN'

t

O

t

圖7-10 同步調制三相PWM波形

規則采樣法
三相橋逆變電路的情況
三角波載波公用，三相正弦調制波相位依次差120° 同一三

角波周期內三相的脈寬分別為dU、dV和dW，脈 沖兩邊的間隙寬度分別為d′U、d′ V和d′ W，同一時刻三 相調制波電壓之和為零，由式(7-6)得

3Tc dU ?dV ?dW ? 2 3Tc 由式(7-7)得 d ' U ?d ' V ?d ' W ? 4
利用以上兩式可簡化三相SPWM波的計算

(7-8) (7-9)

上位機

PWM

光 耦 隔 離

和電 保壓 護電 電流 路檢 測

PDPINT

整流電路

SCI

TMS320F2812

IO介面 電路

IPM

ADC

GIPO

電流檢測

鍵盤及 顯示電 路

QEP

永磁同步電動機的控制系統框圖 PMSM control system of the block diagram

SPI
轉速和位 置檢測 PMSM

三億文庫3y.uu456.com包含各類專業文獻、專業論文、高等教育、行業資料、中學教育、各類資格考試、外語學習資料、52PWM逆變電路及其控制方法等內容。

4. PWM的逆變原理是什麼

PWM脈寬調制，是靠改變脈沖寬度來控制輸出電壓，通過改變周期來控制其輸出頻率。而輸出頻率的變化可通過改變此脈沖的調制周期來實現。這樣，使調壓和調頻兩個作用配合一致，且於中間直流環節無關，因而加快了調節速度，改善了動態性能。由於輸出等幅脈沖只需恆定直流電源供電，可用不可控整流器取代相控整流器，使電網側的功率因數大大改善。利用PWM逆變器能夠抑制或消除低次諧波。加上使用自關斷器件，開關頻率大幅度提高，輸出波形可以非常接近正弦波。

PWM變頻電路具有以下特點：

1. 可以得到相當接近正弦波的輸出電壓

2. 整流電路採用二極體，可獲得接近1的功率因數

3. 電路結構簡單

4. 通過對輸出脈沖寬度的控制可改變輸出電壓，加快了變頻過程的動態響應

現在通用變頻器基本都再用PWM控制方式，所以介紹一下PWM控制的原理

PWM基本原理

脈寬調制（PWM）。控制方式就是對逆變電路開關器件的通斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產生多個脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次斜波諧波少。按一定的規則對各脈沖的寬度進行調制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。

在采樣控制理論中有一個重要的結論，即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上，其效果基本相同。沖量既指窄脈沖的面積。這里所說的效果基本相同。是指該環節的輸出響應波形基本相同。如把各輸出波形用傅里葉變換分析，則它們的低頻段特性非常接近，僅在高頻段略有差異。

根據上面理論我們就可以用不同寬度的矩形波來代替正弦波，通過對矩形波的控制來模擬輸出不同頻率的正弦波。

例如，把正弦半波波形分成N等份，就可把正弦半波看成由N個彼此相連的脈沖所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等於 ∏／n ，但幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦規律變化。如果把上述脈沖序列用同樣數量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖的中點和相應正弦等分的中點重合，且使矩形脈沖和相應正弦部分面積（即沖量）相等，就得到一組脈沖序列，這就是PWM波形。可以看出，各脈沖寬度是按正弦規律變化的。根據沖量相等效果相同的原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對於正弦的負半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。

在PWM波形中，各脈沖的幅值是相等的，要改變等效輸出正弦波的幅值時，只要按同一比例系數改變各脈沖的寬度即可，因此在交－直－交變頻器中，整流電路採用不可控的二極體電路即可，PWM逆變電路輸出的脈沖電壓就是直流側電壓的幅值。

根據上述原理，在給出了正弦波頻率，幅值和半個周期內的脈沖數後，PWM波形各脈沖的寬度和間隔就可以准確計算出來。按照計算結果控制電路中各開關器件的通斷，就可以得到所需要的PWM波形

5. 三相pwm整流電路和三相pwm逆變電路的異同點

三相pwm整流電路和三相pwm逆變電路的唯一相同點是：都是轉換電路，且都採用PWM方式。
三相pwm整流電路
一般情況下是把三相交流電通過三相pwm整流電路，變換成需要的一組或多組直流電，為其後的負載提供對應的一組或多組直流電；
三相pwm逆變電路
一般情況下三相pwm整流電路是把直流電源作為能源供應，變換成需要的三相交流電，為其後的負載提供對應的三相交流電源。

6. 單極性PWM控制的單相橋式逆變電路工作原理

單相橋式脈寬調制(PWM)逆變電路：結合IGBT單相橋式電壓型逆變電路對調製法進行說明工作時V1和V2通斷 互補，V3和V4通斷也互補。以uo正半周為例，V1通，V2斷，V3和V4交替 通斷。負載電流比電壓滯後，在電壓正半周，電流有一段區間為正，一段區間為 負。負載電流為正的區間，V1和V4導通時，uo等於Ud。V4關斷時，負載電 流通過V1和VD3續流，uo=0負載電流為負的區間，V1和V4仍導通，io為 負，實際上io從VD1和VD4流過，仍有uo=Ud。V4關斷V3開通後，io從 V3和VD1續流，uo-0。uo總可得到Ud和零兩種電平。uo負半周，讓V2保持 通，V1保持斷，V3和V4交替通斷，uo可得-Ud和零兩種電平。

7. pwm逆變原理的PWM基本原理

脈寬調制（PWM）。控制方式就是對逆變電路開關器件的通斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產生多個脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次斜波諧波少。按一定的規則對各脈沖的寬度進行調制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。
在采樣控制理論中有一個重要的結論，即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上，其效果基本相同。沖量既指窄脈沖的面積。這里所說的效果基本相同。是指該環節的輸出響應波形基本相同。如把各輸出波形用傅里葉變換分析，則它們的低頻段特性非常接近，僅在高頻段略有差異。
根據上面理論我們就可以用不同寬度的矩形波來代替正弦波，通過對矩形波的控制來模擬輸出不同頻率的正弦波。
例如，把正弦半波波形分成N等份，就可把正弦半波看成由N個彼此相連的脈沖所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等於 ∏/n ，但幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦規律變化。如果把上述脈沖序列用同樣數量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖的中點和相應正弦等分的中點重合，且使矩形脈沖和相應正弦部分面積（即沖量）相等，就得到一組脈沖序列，這就是PWM波形。可以看出，各脈沖寬度是按正弦規律變化的。根據沖量相等效果相同的原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對於正弦的負半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。
在PWM波形中，各脈沖的幅值是相等的，要改變等效輸出正弦波的幅值時，只要按同一比例系數改變各脈沖的寬度即可，因此在交－直－交變頻器中，整流電路採用不可控的二極體電路即可，PWM逆變電路輸出的脈沖電壓就是直流側電壓的幅值。
根據上述原理，在給出了正弦波頻率，幅值和半個周期內的脈沖數後，PWM波形各脈沖的寬度和間隔就可以准確計算出來。按照計算結果控制電路中各開關器件的通斷，就可以得到所需要的PWM波形