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电力电子技术备课本 2005,5,26~2005,6，4 Chap.6 PWM控制技术 文 俊 Main References: 西安交通大学王兆安、黄俊.电力电子技术（第4版）.北京：机械工业出版社.2000.5.￥20.00.TM7. 张一工、肖湘宁.现代电力电子技术原理与应用.北京：科学出版社,1999.3. ￥26.00 陈坚. 电力电子学--电力电子变换和控制技术.北京：高教出版社，2002.8. ￥23.00 吴小华、李玉忍等. 电力电子技术原典型题解析及自测试题（工科课程提高与应试丛书）.北京：西北工业大学出版社. 2002.3. ￥8.00 石玉、粟书贤等. 电力电子技术题例与电路设计指导.北京：机械工业出版社. 2000.8. ￥24.00 张涛. 电力电子技术—新编21世纪高等职业教育电子信息类规划教材·电气自动化专业技术专业.北京：电子工业出版社. 2003.9. ￥15.00 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 第6章 PWM控制PWM (Pulse Width Modulation)/脉宽调制技术：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）。 [ 在第3（DC斩波电路）、4章(斩控式调压电路、矩阵式变频电路)已涉及PWM控制，但未明确提出PWM控制的概念。PWM控制技术在四类基本的变流电路都有应用，因此单独设立一章进行讲述] PWM技术的应用十分广泛，它使PE装置的性能大大提高；正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在PE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。 6.1 PWM控制的基本原理 冲量：指窄脉冲的面积。 效果基本相同：指环节的输出响应波形基本相同。 ? 对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM波PWM波为： 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。 等幅PWM波PWM波3章斩波电路 6.2节的PWM逆变电路 6.4节的PWM整流电路4.1节的斩控式交流调压电路 4.4节的矩阵式变频电路 ? PWM电流波 PWM控制，得到的就是PWM电流波 PWM波形可等效的各种波形 -SPWM波:（Fig.3） 6.2 PWM逆变电路及其控制方法PWM技术 ?逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合 ?本节内容构成了本章的主体 ?PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种， 目前实用的PWM逆变电路几乎都是电压型电路。 6.2.1计算法和调制法 计算法 ?根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计算PWM波各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变电路开关器件的通断，就可得到所需PWM波形 调制法 结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明（see 图6-4） 控制规律： 以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。 ? 负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负； ?负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于Ud。V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0 ?负载电流为负的区间， V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud ?V4关断V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0 uo总可得到Ud和零两种电平 ?uo负半周，让V2保持通，V1保持断，V3和V4交替通断，uo可得-Ud和零两种电平 ?单极性PWM控制方式ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断（see 图6-4） ur正半周，V1保持通，V2保持断；ur负半周，自己分析。 ?当uruc时使V4通，V3断，uo=Ud ?当uruc时使V4断，V3通，uo=0 双极性PWM控制方式 在ur的半个周期内，三角波载波有正有负，所得PWM波也有正有负，其幅值只有Ud两种电平；同样在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制器件的通断；ur正负半周，对各开关器件的控制规律相同。 ?当ur uc时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号 ?如io0，V1和V4通，如io0，VD1和VD4通， uo=Ud ?当uruc时，给V2和V3导通信号，给V1和V4关断信号 ?如io0，V2和V3通，如io0，VD2和VD3通，uo=-Ud