电力电子技术：第7章 2PWM控制技术

1、PWM 控制技术控制技术1Pulse Width Modulation Technology-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系27.3 PWM跟踪控制技术跟踪控制技术（PWM Tracking Control）跟踪控制： 把希望输出的波形作为指令信号，把实际波形作为反馈信号，通过两者的瞬时值比较来决定逆变电路各开关器件的通断，使实际的输出跟踪指令信号变化。 常用方法： 滞环比较方式滞环比较方式三角波比较方式三角波比较方式定频方式（定时比较方式）定频方式（定时比较方式）-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系3一、滞环比较方式一、滞环比较方式

2、v跟踪型PWM变流电路中，电流跟踪控制应用最多。控制规律：控制规律： 当当V V1 1（或（或VDVD1 1）导通时，）导通时，i i增大。增大。 当当V V2 2（或（或VDVD2 2）导通时，）导通时，i i减小。减小。 通过环宽为通过环宽为2 2I I的滞环比较器的控制，的滞环比较器的控制，i i就在就在i i* *+ +I I和和i i* *- -I I的的范围内，呈锯齿状地跟踪指令电流范围内，呈锯齿状地跟踪指令电流i i* *。-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系4A、环宽过宽、环宽过宽时，开关频率低，跟踪误差大；时，开关频率低，跟踪误差大；环宽过窄环宽过

3、窄时，跟踪误差小，但开关频率过高，开关损耗增大。时，跟踪误差小，但开关频率过高，开关损耗增大。B、L大大时，时，i的变化率小，跟踪慢；的变化率小，跟踪慢；L小时小时，i的变化率的变化率大，跟踪快，开关频率高。大，跟踪快，开关频率高。三相电流跟踪型三相电流跟踪型PWM逆变电路：逆变电路：各参数对控制的影响：各参数对控制的影响：-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系5滞环控制滞环控制特点：特点： （1）硬件电路简单硬件电路简单； （2）实时控制，电流响应快实时控制，电流响应快； （3）不用载波，输出电压波形中不含特定频率的谐波不含特定频率的谐波； （4）和计算法及调制法相

4、比，相同开关频率时输出电 流中高次谐波含量多高次谐波含量多； （5）闭环控制闭环控制，是各种跟踪型PWM变流电路的共同 特点。-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系6二、三角波比较方式二、三角波比较方式基本原理基本原理 把指令电流i*U、i*V和i*W和实际输出电流iU、iV、iW进行比较，求出偏差，通过放大器A放大后，再去和三角波进行比较，产生PWM波形。-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系7和滞环比较控制方式相比，这种控制方式输出电流所含的谐波少；开关频率固定，等于载波频率，高频滤波器设计方便；不是把指令信号和三角波直接进行比较，而是通

5、过闭环来进行控制；放大器A通常具有比例积分特性或比例特性，其系数直接影响电流跟踪特性。特点：特点：-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系8基本原理：基本原理：不用滞环比较器，而是设置一个固定的时钟。以固定采样周期对指令信号和被控制变量进行采样，根据偏差的极性来控制开关器件通断。在时钟信号到来的时刻， 如i i*，V1断，V2通，使i 减小。特点：特点：采用定时比较方式时，器件的最高开关频率为时钟频率的1/2；和滞环比较方式相比，电流控制误差没有一定的环宽，控制的精度低一些。三、定时比较方式三、定时比较方式定频-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电

6、气系97.4 7.4 PWM整流电路整流电路 （PWM rectifierPWM rectifier）1111coscoscosUIIPSUIII1/I：电流基波因数；cos1：位移因数，基波有功功率与基波视在功率之比。功率因数：功率因数：一、传统整流器特点一、传统整流器特点 传统的整流电路几乎都是晶闸管整流或二极管整流；晶闸管相控整流电路：输入电流滞后于电压，且其谐波分量大，因此功率因数很低。二极管整流电路：虽位移因数接近1，但输入电流中谐波分量很大，所以功率因数也很低。-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系10二、二、PWM整流器特点整流器特点（1）输出直流电压（

7、电流）平稳，可迅速调节控制；）输出直流电压（电流）平稳，可迅速调节控制；（2）输入交流电源电流波形正弦；）输入交流电源电流波形正弦；（3）输入的交流电流功率因数可任意控制；功率因数为）输入的交流电流功率因数可任意控制；功率因数为1时，就时，就为绿色整流电源。为绿色整流电源。（4）能量双向流动；）能量双向流动；电压型电压型电流型电流型-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系11关键元件：关键元件：Ls作用：滤除高次谐波电流-网侧电流正弦度好； 泵升电感-升压。三、三、PWM整流电路的基本工作原理整流电路的基本工作原理基本原理：基本原理： 通过通断控制调节整流桥臂中点电压，

8、从而达到调节网侧电流及功率因数的目的。-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系12相量图分析：相量图分析：（b）为）为PWM整流状态整流状态（c c）为）为PWMPWM逆变状态逆变状态（d d）为无功补偿状态（）为无功补偿状态（Static Var Generation-SVGStatic Var Generation-SVG）（e e）通过控制）通过控制uAB中基波的相位和幅值，可实现的相位和幅值，可实现is与us的任意相位的任意相位关系。关系。-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系13四、四、PWM整流电路的控制方法整流电路的控制方法间 接 电 流 控 制 直接电流控制1间接电流控制间接电流控制间接电流控制也称为相位和幅值控制。相位和幅值控制。图6-31PI+-负载三角波sin(t+2k/3)(k=0,1,2)cos(t+2k/3)(k=0,1,2)u*dud+-+-+iduRuLXLRuA,B,CudRLua,ub,uc-电力电子技术-自动化与信工程学院电气系自动化与信工程学院电气系142. 直接电流控制直接电流控制 通过运算求出交流输入电流指令值，再引入交流电流反馈，通过对交流电流的直接控制而使其跟踪指令电流值。 有不同的电流跟踪控制方法，下图给出一种最常用的采用电流滞环比较方式的控制