2-DC-AC现代电源控制规范.pptVIP

电流单环反馈控制 （电流滞环跟踪控制方式） 2 * 第二章 DC-AC 变换器 (Inverter) §2-1 硬开关方波逆变电路 §2-2 硬开关PWM逆变电路 §2-3 SPWM驱动信号的产生方法 §2-4 硬开关PWM逆变电路的谐波分析 §2-5 改善电压波形的技术措施 §2-7 闭锁时间对输出电压的影响 §2-6 逆变电路的控制 ★ 逆变器的分类： 1、控制灵活、响应快速 2、节省材料、减小体积 3、PF大、高效节能 输出频率：工频、中频、高频（20kHz∧） 相 数：单相、三相 能量流向：有源、无源 电源类型：电压源型VSI、电流源型CSI 电路结构：半桥、全桥、推挽、单管 换流方式：负载换流式、硬开关式、谐振式 按 ★ 主要优点： ★ 主要指标： 1、功率因数（PF — Power Factor)： 2、畸变—谐波评价 Υ=I1/I — 电流谐波因数 cosφ — 相位因数 ① 畸变因数 (DF — Distortion factor) ② 总谐波因数 (THF — Total Harmonic Distortion factor) ③ 谐波因数 (HF — Harmonic factor) ④ 最低次谐波 (LOH — Lowest-order Harmonic) 3、逆变效率 4、电磁兼容性EMI 5、功率体积（重量）比 §2-1 硬开关方波逆变电路 1 单相逆变电路 1、半桥单相逆变电路 2、全桥单相逆变电路 2 三相逆变电路 1、纵向换流控制方式 2、横向换流控制方式 方波逆变 = PWM逆变 的特例 单相逆变电路 1 ★ 半桥逆变电路： 逆变电路的基本单元！ D续流 — 整流 S导通 — 逆变 无论电流方向如何 S1、S2 50%互补导通 ★ 半桥逆变电路工作波形 无直流、无余弦、 无偶次谐波 ★ 半桥逆变的输出功率 PDC — 有功功率；PAC— 无功功率 ★ 全桥逆变电路 半桥并联 50%对角线互补控制 输出电压大一倍 开关电流小一倍 波形与半桥类似 特点： 臂内自然换流；臂间强迫换流 直流电压利用率高 谐波含量高： 电压不可调：自然死区 ★ 全桥移相式逆变电路 THFmin仍20%，且LOH=3 三相方波逆变电路 2 180°导通，60°纵向换流 120°导通，60°横向换流 控制 方式 0 ★ 纵向换流控制方式 k=1,2,3…自然数 ★ 横向换流控制方式 无 直 通 §2-2 硬开关PWM逆变电路 1 单相桥式SPWM逆变电路 1、单极性调制 2、双极性调制 2 三相桥式SPWM逆变电路 1、同步控制方式 2、异步控制方式 §2-2 硬开关PWM逆变电路 ★ 基本原理 等幅、等距、不等宽方波→正弦波 调压、调频 ★ 电路构成构成 ★ 调制方法 1、单、双极性 3、方波、正弦 2、同步、异步 ※ 正弦波脉宽调制——SPWM 单相桥式SPWM逆变电路 1 ★ 单极性调制： ★ 正接+反接+短接 单相桥式SPWM逆变电路 1 ★ 双极性调制： ★ 正接+反接 对角线互补 三相桥式SPWM逆变电路 2 ★ 载波比 ★ 异步调制： m≠整数 ★ 同步调制： m = 整数 分段同步 ☆ 为保证三相对称，共用载波应与三相调制波交点相差120°： m = 3n n为正整数 ☆ 为保证输出无偶次谐波、无余弦项，输出波形应1/4对称： m = 3n n为正奇数 ★ 输出波形 (m=3) §2-3 SPWM驱动信号的产生方法 1 自然采样法 2 低次谐波消去法 3 规则采样法 硬件：分立、集成（SA8X系列） 软件：DSP、单片机编程 自然采样法（双边调制） 1 ★ 利用硬件原理计算交点时刻， 设： 在线实时计算、查表 规则采样法（单/双边调制） 2 ★ 锯齿波调制（单边） ★ 三角波调制（双边） 含偶次谐波 低次谐波消去法 3 ★ 以低次谐波=0为目标， 计算开关时刻。 得(m-1)/2个时刻 消[(m-1)/2]-1种谐波 在1/4T内 按富氏级数公式 计算n次谐波幅值 单相逆变消3、5次谐波 §2-4 改善电压波形的技术措施 1 新型主电路结构 2 多重化结构 4 优化PWM技术 3 附加输出滤波器 新型主电路结构 （中点钳位式PWM逆变－－NPC-PWM） 1 ★ 直流中点钳位（主控器件全关断） ★ 全部器件耐压=Ui/2 ★ 单极性调制（谐波小于双极性±Ui/2） 优化PWM技术（倍频式PWM） 2 fs↑→谐波↓→ 器件速度限制 开关损耗限制 倍频！ 多重化电路结构 （三相） 3 多重化电路结构 3