PWM逆变电路及其控制方法
1.
计算法和调制法
同步调制和异步调制 规则采样法
2.
3.
计算法和调制法
1）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。 本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位 变化时，结果都要变化。
计算法和调制法
2）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
在Ur的正半周， 当Ur > Uc时， Uo=Ud 。 当Ur < Uc时，Uo=0 。 在Ur的负半周， 当Ur > Uc时， Uo=0 。 当Ur < Uc时，Uo=- Ud 。 因此，在Ur的一个周期内，输 出的PWM波有+ Ud ，0三种 电平。
单极性控制方式： Ur
Ur
Ur
图7－4 单相桥式PWM逆变电路
计算法和调制法
3）双极性PWM控制方式（三相桥逆变）
三相的PWM控制 公用三角波载波uc 三相的调制信号urU、 urV和urW依次相差 120°
图7-7 三相桥式PWM型逆变电路
计算法和调制法
u
O u UN'
U d 2 U d 2 Ud 2 Ud 2 Ud 2
u rU
u rV
uc
u rW
? t
下面以U相为例分析控制规律：
当urU>uc时，uUN’=Ud/2。 当urU
O
?
? t
u VN' O
?
? t
u WN'
O
? t
u UV Ud O -Ud u UN O
2Ud 3 Ud 3
? t
输出线电压PWM波由±Ud 和0三种电平构成 负载相电压PWM波由 (±2/3)Ud、(±1/3)Ud和0共 5种电平组成。
? t
图7-8 三相桥式PWM逆变电路波形
图7-7 三相桥式PWM型逆变电路
异步调制和同步调制
根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况， PWM调制方式分为异步调制和同步调制。 1） 异步调制 载波信号和调制信号不同步的调制方式
通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的 在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也 不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期 的脉冲也不对称
当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产 生的不利影响都较小
当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不 对称的影响就变大
异步调制和同步调制 2） 同步调制
——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时 使载波与信号波保持同步，即N等于常数。
基本同步调制方式，fr变化 时N不变，信号波一周期内 输出脉冲数固定。 三相电路中公用一个三角 波载波，且取N为3的整数 倍，使三相输出对称。 为使一相的PWM波正负半 周镜对称，N应取奇数。 fr很低时，fc也很低，由调 制带来的谐波不易滤除。 fr很高时，fc会过高，使开 关器件难以承受。
u O uUN'
Ud 2 Ud 2
u rU
uc urV
urW
t
O
t
uVN' O uWN'
t
O
t
图7-10 同步调制三相PWM波形
规则采样法
三相桥逆变电路的情况
三角波载波公用，三相正弦调制波相位依次差120° 同一三
角波周期内三相的脉宽分别为dU、dV和dW，脉 冲两边的间隙宽度分别为d′U、d′ V和d′ W，同一时刻三 相调制波电压之和为零，由式(7-6)得
3Tc dU ?dV ?dW ? 2 3Tc 由式(7-7)得 d ' U ?d ' V ?d ' W ? 4
利用以上两式可简化三相SPWM波的计算
(7-8) (7-9)
上位机
PWM
光 耦 隔 离
和电 保压 护电 电流 路检 测
PDPINT
整流电路
SCI
TMS320F2812
IO接口 电路
IPM
ADC
GIPO
电流检测
键盘及 显示电 路
QEP
永磁同步电动机的控制系统框图 PMSM control system of the block diagram
SPI
转速和位 置检测 PMSM
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