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[導讀]PWM脈寬調(diào)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(diào)制周期來實現(xiàn)。這樣,使調(diào)壓和調(diào)頻兩個作用配合一致,且于中間直流環(huán)節(jié)無關(guān),因而加快了調(diào)節(jié)速度,改善了動態(tài)性能。由于輸出等幅脈沖只需恒定直流電源供電,可用不可控整流器取代相控整流器,使電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)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(guān)斷器件,開關(guān)頻率大幅度提高,輸出波形可以非常接近正弦波。

PWM脈寬調(diào)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(diào)制周期來實現(xiàn)。這樣,使調(diào)壓和調(diào)頻兩個作用配合一致,且于中間直流環(huán)節(jié)無關(guān),因而加快了調(diào)節(jié)速度,改善了動態(tài)性能。由于輸出等幅脈沖只需恒定直流電源供電,可用不可控整流器取代相控整流器,使電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)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(guān)斷器件,開關(guān)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.整流電路采用二極管,可獲得接近1的功率因數(shù)

3.電路結(jié)構(gòu)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(tài)響應(yīng)

現(xiàn)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(diào)制(PWM)??刂品绞骄褪菍δ孀冸娐烽_關(guān)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(chǎn)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(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)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(jié)論,即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)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(jù)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,都等于 ∏/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(guī)律變化。如果把上述脈沖序列用同樣數(shù)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(yīng)正弦等分的中點重合,且使矩形脈沖和相應(yīng)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??梢钥闯觯髅}沖寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)沖量相等效果相同的原理,PWM波形和正弦半波是等效的。對于正弦的負半周,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(shù)改變各脈沖的寬度即可,因此在交-直-交變頻器中,整流電路采用不可控的二極管電路即可,PWM逆變電路輸出的脈沖電壓就是直流側(cè)電壓的幅值。

根據(jù)上述原理,在給出了正弦波頻率,幅值和半個周期內(nèi)的脈沖數(shù)后,PWM波形各脈沖的寬度和間隔就可以準確計算出來。按照計算結(jié)果控制電路中各開關(guān)器件的通斷,就可以得到所需要的PWM波形.

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