SPWM和SVPWM控制.ppt

1、a，1，第三部分SPWM和SVPWM控制，a，2，3. 2脉冲宽度调制技术，3.3电压型逆变器的控制系统，3. 1电压型PWM逆变器的基本工作原理，a，3， 3.1电压型PWM逆变器的基本工作原理3.1.1单相电压型PWM逆变器及其控制方法3.1.2三相电压型PWM逆变器及其控制方法、a，4，3.1电压型PWM逆变器的基本工作原理、a，5，3.1单相电压型PWM逆变器及其控制图3-3单极脉冲宽度调制输出电压和电流波形，a，7，基本工作原理，a，8单极调制和双极调制，a，9，a，10，同步和异步调制，a，11，同步和异步调制的比较，a，12，线性调制和过调制，a，13，线性调制和过调制，a， 4

2、.1.2三相电压型PWM逆变器及其控制方法、a、15、图3-6三相桥逆变器主电路、a、16、三相PWM逆变器的基本动作原理、a 17、三相逆变器控制方法、a、18、图3-7三相逆变器的PWM波形、a、19、 相对于一般工业的应用，以PWM为核心的逆变器以二极管桥整流恒定电压供电，控制脉冲串的调制周期和脉冲宽度来实现输出频率和电压的调节。 随着具有自断路能力的半导体功率开关元件、微机和微电子技术的快速发展，PWM逆变器的开关频率不断提高，输出电流波形接近正弦波，或电机磁场接近圆形。 目前，PWM技术已成为交流调速系统、交流伺服系统、高频逆变电源系统的主流控制技术。a、20、1、SPWM调制法2、

3、添加3次高次谐波的HIPWM调制法3、规则采用法4、高次谐波去除法5、电流滞后跟踪法6、电压空间矢量法、脉冲宽度调制方式、a、21、3.2.1SPWM调制法、a、22、1.SPWM波形生成解析、图3-8 SPWM的局部波形，a，23，1.SPWM波形生成分析，a，24，a，25，a，26，a，27，高次谐波分析，逆变器输出电压：(3-10 )，a，28，已知三角函数积分：(3-11 )式(3-10 )中的展开29三相逆变器的输出电压式实现了、(3-13 )，(3-14 )，a，30，a，31，2.spwm调制法的控制，自然采样法：计算正弦调制波和三角载波的交点，通过求出对应的脉冲宽度和脉冲间隔

4、的时间来生成SPWM波形由图3-9 SPWM自然采样法、a、32、图可知，由(3-15 )、a、33、(3-5)和(3-6)的相似三角形得到，(3-16 )，整理上式而得到， (3-17 )对a、34、a、35、3.2.2施加三次谐波的HIPWM调制方法，为了解决a、36、SPWM过调制问题，对正弦参考波施加3的整数倍谐波，形成山顶平坦的参考信号，以使调制系数m大于1。 逆变器输出的基波电压的大小和相位由基准信号决定，但是三相逆变器在三线输出上没有零线，线路上没有出现3的整数倍高次谐波电压和电流，所以正弦型基准信号在加上3次高次谐波后，不会对输出基波电压产生不良影响。 只要合成参照信号的最大值

5、不超过载波峰值就不进入非线性控制区域，因此可以扩大线性控制范围，提高直流侧电压利用率。 HIPWM的特征、a、37、a、38、图3-10在正弦基准信号上加上了三次谐波的脉冲宽度调制波形、a、39、a、40、a、41、3.2.3规则采样法、规则采样法：在实现了SPWM调制的情况下，自然采样法在线分类： 1、对称规则抽样法2 .非对称规则抽样法。a、42、1 .高点对称规则采样法、a、43、图3-11高点对称规则采样法、a、44、a、45、a、46、2 .低点对称规则采样法、a、47、a、48、(3-27 )从上图可知与图3-11相比，低点对称规则采样法得到的SPWM波形更准确，a、49、规则采样

6、的缺点、a、50、3 .高低点非对称规则采样法、非对称规则采样法相对于对称规则采样法是倍频调制。 以三角波的周期进行2次采样，由采样值形成阶梯波后，该阶梯波和三角波的交点决定脉冲宽度。 由于一个三角波周期内的位置不对称，所以该采样方法称为非对称规则采样法。 高低点非对称规则采样法如图3-13所示，在三角波的顶点位置采样正弦波，在三角波的底边位置采样正弦波。a、51、图3-13高低点非对称规则采样法、a、52、a、53、a、54、a、55、a、56、4 .零点非对称规则采样法、a、57、图3-14的中间点非对称规则采样法、a、58、a、59、a 基于图3-15倍频采样的第k周期的电流波形，a、6

7、4、a 65、3.2.4高次谐波去除法，a、66、a、67、a、68、a、69、a、70、a、71、3.2.5电流滞后跟踪法，a、72，工作原理模块图3-19电流追踪控制形成PWM波形，a、74、a、75、a、76、a、77、3.2.6电压空间矢量法a、78，1电压空间矢量定义，a、79、a、80，2开关状态对应的空间矢量，图3-6三相与2开关状态对应空间矢量，a，82，a，83，a，84，a，85，a，86，a，87，a，88，a，89，a，90，图3-20二电平反相器空间矢量图，a，91开关状态和电压空间矢量图3-21向量、的合成图，a，95，a，96，a，97，a，98，4.SV PWM

8、法的调制系数，a，99，a，100，a，101，5 .开关模式的设计，位于a，102，图3-22，第二扇区的情况下的表3-3基于最小开关动作原则的开关模式，a，105，图3-23不满足“最小开关动作”的原则的开关模式，a，106，a，107，a，108，a，109，3.3电压型逆变器系统，图3 3.3.1 PWM逆变器控制系统硬件电路、a 110、主电路结构、a、111、中央控制单元、a、112、检测电路、a、113、霍尔传感器、霍尔传感器的检测方法可以检测PWM波形、直流和任意交流的信号，并隔离主电路和控制电路电流霍尔传感器的工作原理如图3-26所示。a、114、图5-26电流霍尔传感器的动

9、作原理图，a、115、a、116、驱动电路、输入PWM信号为高电平时。 光电耦合器VTl及晶体管VT2、VT3和VT5导通，驱动IGBT导通的输入PWM信号为低电平时，VT4、VT6导通，IGBT迅速截止。 图3-27电源开关管IGBT驱动电路，a、117、开关电源、开关电源电路为绝缘电源，输入主电路线路的电压输入，输出为5V、15V、-15V接地，向中央控制单元、检测电路和驱动电路供给电源。 请注意，供给驱动电路的电源必须是电位变动的独立电源。a、118、3.3.2SPWM逆变器控制系统、1 .控制系统结构、图3-28 SPWM逆变器控制系统的原理框图、a、119、a、120、SPWM调制方

10、式、控制系统采用图3-29所示的SPWM调制方式在低频输出区域，采用载波频率、一定的异步调制方式，在高输出频率范围，采用阶段性同步调制方式。 在图3-29控制系统的异步和分层同步调制方式、a、121、3相正弦波基准信号发生器、SPWM控制系统中，3相正弦波基准信号发生器是重要的要素。 在微计算机中，通过将正弦波表的数据存储在ROM中以实现正弦波发生器，且通常用查找表的方法产生正弦波，如图3到图30中所示。 图3-30的三相正弦波发生器框图，a、122、a、123，表3-4的采样点为256的正弦波表，a、124，4 .倍频发生器，a、125，锁相环倍频发生器框图示于图3-31中。实质上，在数字反馈系统中，环路滤波器的输入产生与相位差值成比例的模拟误差信号，且放大后的误差信号驱动压控振荡器以产生所要的输出频率。 图3-31倍频发生器框图，a、126、3.3.3svpwm逆变器控制系统，1 .控制系统结构，图3-32 SVPWM逆变器控制系统原理框图，a、127、a、128，绝对值运