脉宽调制(PWM)技术在电力电子电路的应用
电子设计中的PWM调制技术
电子设计中的PWM调制技术
PWM调制技术在电子设计中扮演着重要的角色,它通过控制脉冲信号的占空
比来实现模拟信号的调制。PWM调制技术被广泛应用于各种电子设备中,如电源
供应器、直流电机控制、音频放大器等领域。本文将深入探讨PWM调制技术的工
作原理、应用场景以及优缺点。
PWM调制技术的工作原理是通过改变脉冲信号的占空比来控制输出信号的幅值。PWM调制技术可以分为两种类型:基于时间的PWM和基于脉冲数的PWM。基于时间的PWM是通过改变脉冲信号的占空比来控制输出信号的幅值,而基于脉
冲数的PWM是通过改变脉冲信号的脉冲数量来控制输出信号的幅值。
在实际应用中,PWM调制技术被广泛应用于直流电机控制中。通过改变PWM 信号的占空比,可以控制直流电机的转速和转矩。此外,PWM调制技术还被用于
电源供应器中,通过PWM调制技术可以实现高效的电能转换。另外,PWM调制
技术还被应用在音频放大器中,用于控制音频信号的幅值。
PWM调制技术具有一些优点,例如高效性、稳定性和精度高。由于PWM调
制技术是通过脉冲信号的占空比来控制输出信号的幅值,因此可以实现高效的能量转换。另外,PWM调制技术的输出信号稳定性高,可以减小电路中的噪音和失真。此外,PWM调制技术的控制精度高,可以实现精准的信号调制。
然而,PWM调制技术也存在一些缺点,例如可能引起电磁干扰和谐波。由于PWM调制技术产生的脉冲信号具有较高的频率,容易引起电磁干扰。此外,PWM 调制技术还可能产生谐波,对电路中的其他元件造成影响。
综上所述,PWM调制技术在电子设计中扮演着重要的角色,它通过控制脉冲
脉宽调制(PWM)技术
现代电力电子及变流技术
第四章脉宽调制(PWM)技术
脉宽调制技术:
按同一比例改变
在u
r 和u
c
交点时刻控制IGBT 的通断
u r 和u
c
的
点时刻
制IGBT 的通断
控制公用三角波载波u
c 三相的调制信号
依次
u c u rW
单相逆变器结构特点
电路结构特征:2个桥臂输出电压:ab ag bg V V V =−结构分析:
�
每个桥臂存在2个开关状态—桥臂上开关通(用S a =1描述);—桥臂下开关通(用S a =0描述)。�逆变器共有4种开关状态—S a S b :00,01,10,11。
开关状态与电压的关系
4.5 4.5 SVPWM
SVPWM 的原理及实现结构特点
�
两个桥臂电压V ag 和V bg 分别独立可控——控制存在两个自由度;�由于连接了负载,输出电压V ab 具有唯一性——只有一个自由度。
如何分析两维的桥臂电压和一维
的输出电压之间的联系?
几何分析方法
矢量空间
�
桥臂电压构成两维空间,两个自由度分别
代表两个垂直方向——桥臂电压空间;�输出电压只有一个自由度,构成一维空间 ——输出电压空间。
4.5 4.5 SVPWM
SVPWM 的原理及实现桥臂电压和输出电压的联系
�
采用投影方式建立联系;
�开关状态(00),(11)形成的两个桥臂电压——对应一个输出电压(0V)。
这一投影具有唯一性
投影关系
ag ab bg 01111V V V V −⎡⎤
⎡⎤⎡⎤=⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦V 0是零序电压
*11ag 2
2ab 1
1bg 2
2
0*V V V V ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥−⎣⎦⎣⎦⎣⎦
逆变器控制方法
PWM技术在直流调速系统中的应用
PWM技术在直流调速系统中的应用
作者:戴喜良周选选滕春阳
来源:《硅谷》2011年第06期
摘要: PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形(含形状和幅值)。脉宽调制技术应用于直流电机调速系统,可以减少主回路电子器件,产生性能良好的输出电流,从而达到精度比较高、调速范围宽的良好需求。
关键词: PWM技术;直流电动机;调速系统
中图分类号:TM7文献标识码:A文章编号:1671-7597(2011)0320145-01
0 引言
自从全控型电力电子器件问世以后,就出现了采用脉宽宽度调制的高频开关控制方式,形成了脉宽调制变换器直流电动机调速系统,简称直流脉宽调速系统,或直流PWM调速系统。与V-M系统相比,PWM系统在很多方面有较大的优越性:1)主电路简单,需用的电力电子器件少。2)开关频率高,电流容易连续,谐波少,电机损耗及发热都较小。3)低速性能好,稳定精度高,调速范围宽,可达1:10000左右。4)若与快速响应的电动机配合,则系统的频带宽,动态响应快,动态抗扰能力强。而且电力电子开关器件工作在开关状态,导通损耗小,当开关频率适当时,开关损耗也不大,因而装置效率较高。
因此,近年来,电气传动的PWM控制技术已成为电气传动等自动控制技术的热点之一,并且广泛的应用于直流电机的调速系统。
1 直流斩波电路基本原理
直流斩波的功能是将某一直流电变为另一需要的固定电压或可调电压的直流电。直流斩波电路采用的脉宽调制(Pulse Width ModulationPWM)
PWM波的原理和应用
PWM波的原理和应用
1. 原理概述
脉冲宽度调制(PWM)是一种调制技术,通过调整脉冲信号的宽度来控制输出信号的平均功率。PWM波的形式类似于脉冲信号,但它的周期固定,只有脉冲宽度发生变化。PWM波能够利用数字信号来模拟连续的模拟信号,被广泛应用在电力电子领域、自动化控制系统等领域。
2. PWM波的生成方式
在数字电路中,PWM波通常通过计数器和比较器来生成。生成PWM波的基本步骤如下: 1. 设置计数器的初始值。 2. 计数器不断递增,当计数器的值小于比较器的值时,输出逻辑高电平;当计数器的值大于或等于比较器的值时,输出逻辑低电平。 3. 当计数器的值达到设定的周期时,重新设置计数器的初始值。
3. PWM波的应用
3.1 电力电子领域
PWM波在电力电子领域发挥着重要的作用,常见应用有: - 变频调速控制:将PWM波直接应用在交流电动机上,可以通过改变PWM波的占空比控制电机转速,实现变频调速。 - 逆变器:逆变器中利用PWM波控制电路的开关状态,将直流电源输出转换为交流电源输出。 - 电力转换器:PWM波可以应用在各种电力转换器中,如交流电压调节器、直流电源和电焊机等。
3.2 自动化控制系统
PWM波在自动化控制系统中也有广泛的应用,例如: - 数字-模拟转换器(DAC):PWM波可以通过滤波电路转换为模拟信号,用于输出到模拟设备。 - 舵机控制:舵机通常使用PWM波进行控制,通过改变PWM波的占空比控制舵机转角。 - LED调光:PWM波可以用于控制LED的亮度,通过改变PWM波的占空比来实现亮度调节。
pwm整流原理
pwm整流原理
PWM(脉宽调制)整流原理
脉宽调制(PWM)是一种常用的电子控制技术,它通过改变电信号的脉冲宽度来实现电能的调节和控制。PWM整流技术在电力电子领域有着广泛的应用,特别是在直流电源、变频器、逆变器等电力电子设备中。
PWM整流原理是将交流电信号转换为直流电信号的一种方法。其基本原理是利用开关管(如晶闸管或功率MOS管)控制电流的导通和截止,通过改变开关管的导通时间比例,来控制输出电压和电流的大小。
PWM整流技术的优点之一是能够实现高效的能量转换。由于开关管在导通状态下具有较低的电压降,因此能够减少能量的损耗。而且,通过改变开关管的导通时间比例,可以实现对输出电压和电流的精确控制,提高系统的稳定性和精度。
PWM整流技术的另一个优点是能够实现电能的变换和传递。在PWM整流系统中,输入的交流电经过整流和滤波处理后,被转换为稳定的直流电。这种直流电可以进一步用于驱动各种电力电子设备,实现电能的变换和传递。
在PWM整流系统中,脉宽调制信号的频率和占空比是两个重要的
参数。频率决定了开关管的开关速度,而占空比则决定了开关管导通和截止的时间比例。通过合理选择这两个参数,可以实现输出电压和电流的精确控制。
在实际应用中,PWM整流技术通常需要配合控制器或微处理器来实现。控制器通过对输入信号进行采样和处理,得到脉宽调制信号的频率和占空比,并控制开关管的导通和截止。这样,就可以实现对输出电压和电流的精确控制。
需要注意的是,PWM整流技术在实际应用中还存在一些问题和挑战。例如,开关管的导通和截止会产生较大的电压和电流冲击,需要合理设计电路和采取保护措施。此外,PWM整流系统的稳定性和可靠性也需要进行充分的测试和验证。
电力电子变换中的脉宽调制技术
ur 正半周, V1 保持通, V2保持断。
u
uc
ur
当 ur>uc 时 使 V4 通 , V3断,uo=Ud 。
当 ur<uc 时 使 V4 断 , V3通,uo=0 。 ur 负半周,请同学们 自己分析。
2014-7-30
O
wt uo u of
uo Ud
2.4
201 147 99 69
2.0
45
33
fc /kHz
1.6 1.2 0.8 0.4 0
21
10
20
30
40 fr /Hz
50
60
70
80
异步调制和同步调制结合
图2-11 分段同步调制 方式举例
可在低频输出时采用异步调制方式,高频输出时切换到同步调制 方式,这样把两者的优点结合起来,和分段同步方式效果接近。
2014-7-30 3
6.1 PWM技术简介
PWM (Pulse Width Modulation) 就是脉宽 调制技术:即通过对 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)。
2014-7-30 4
PWM的基本原理
1)重要理论基础——面积等效原理
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有 惯性的环节上时,其效果基本相同。
脉宽调制方波
脉宽调制方波
标题:脉宽调制方波的原理与应用
一、引言
脉宽调制(PWM)是一种功率控制方式,通过改变信号占空比来调节平均输出功率。这种技术广泛应用于电力电子设备中,如开关电源、电机驱动器等。
二、脉宽调制方波的原理
脉宽调制方波是由一系列宽度可变的矩形脉冲组成。这些脉冲的周期是固定的,但其宽度(即脉冲持续时间,或称“占空比”)可以变化。占空比的变化使得方波的平均电压发生变化,从而实现了对输出功率的控制。
在 PWM 方波中,如果在一个周期内高电平的时间较长,那么方波的平均电压就较高;反之,如果低电平的时间较长,那么方波的平均电压就较低。因此,通过调整占空比,我们可以改变方波的平均电压,从而实现对输出功率的控制。
三、脉宽调制方波的应用
1. 电机控制:PWM 方波常用于电机的转速和方向控制。通过改变 PWM 方波的占空比,可以改变电机的平均电压,从而改变电机的速度。同时,通过改变PWM 方波的相位,可以改变电机的旋转方向。
2. 开关电源:PWM 方波也常用于开关电源的设计。通过改变 PWM 方波的占空比,可以改变电源的输出电压,从而满足不同的供电需求。
3. LED 照明:在 LED 照明系统中,PWM 方波被用来调整 LED 的亮度。通过改变 PWM 方波的占空比,可以改变 LED 的平均电流,从而改变其亮度。
四、总结
脉宽调制方波是一种非常实用的功率控制方式,它能够有效地调节输出功率,且具有体积小、效率高等优点。随着电力电子技术的发展,PWM 方波的应用将越来越广泛。
pwm基本原理
pwm基本原理
PWM基本原理。
脉宽调制(PWM)是一种常见的调制技术,它在电子领域中有着
广泛的应用。PWM的基本原理是通过控制信号的占空比来实现对电
路的控制,从而实现对电压、电流、功率等参数的精确调节。本文
将介绍PWM的基本原理及其在实际应用中的一些特点和优势。
首先,PWM的基本原理是利用脉冲信号的高电平时间占整个周
期的比例来控制输出。当高电平时间占比较大时,输出信号的平均
值也相应增大;反之,当高电平时间占比较小时,输出信号的平均
值减小。这种通过改变占空比来控制输出的方式,使得PWM技术在
电子调节中得到了广泛应用。
其次,PWM技术在实际应用中有着诸多优势。首先,PWM技术可
以实现对电路的精确控制,能够在不同的工作条件下保持稳定的输出。其次,PWM技术可以实现高效的能量转换,能够减小能量损耗,提高系统的效率。此外,PWM技术还具有抗干扰能力强、响应速度
快等特点,适用于各种复杂的控制系统。
在实际应用中,PWM技术被广泛应用于电力电子领域。例如,PWM技术可以用于直流电机的调速控制,通过改变PWM信号的占空比,可以实现对电机转速的精确控制。此外,PWM技术还可以用于
逆变器的控制,实现对交流电的变换和调节。
除此之外,PWM技术还被应用于照明领域。采用PWM技术可以
实现对LED灯的亮度调节,通过改变PWM信号的占空比,可以实现
对LED灯的亮度精确控制,实现节能和环保的目的。
总之,PWM技术作为一种重要的调制技术,在电子领域中有着
广泛的应用。通过控制信号的占空比,可以实现对电路的精确控制,具有高效能量转换、抗干扰能力强等优势,适用于各种复杂的控制
第六章 脉宽调(PWM)技术 电力电子技术ppt
V
E
iG
L io R VD uo
a)
iG
ton toff
O
T
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O b)
+
M EM
-
t
t
VD1 V1 i1
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V2 VD2
V3
VD4
R
uo
VD3 V4 L
图4-7 u1
O
t
uo
O
t
i1
O
t
图4-8
3
PWM(Pulse Width Modulation)控制
PWM控制
对脉冲的宽度进行调制的技术
PWM波可等效的各种波形
直流斩波电路
直流波形
SPWM波
正弦波形
等效成其他所需波形,如:
20V
0V -20V
0s
5ms
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
所需波形 等效的PWM波
16
6.2 PWM逆变电路及其控制方法
目前中小功率的逆变电路几乎都采用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。
u
0
(a)
t
u
三相电压型PWM整流器控制技术综述
三相电压型PWM整流器控制技术综述
一、本文概述
随着电力电子技术的不断发展,三相电压型PWM整流器作为一种高效、节能的电能转换装置,在电力系统中得到了广泛应用。该类整流器采用脉宽调制(PWM)技术,通过控制开关管的通断,实现对输入电流波形的精确控制,从而满足电网对谐波抑制、功率因数校正等要求。本文旨在对三相电压型PWM整流器控制技术进行综述,分析其基本原理、研究现状和发展趋势,为相关领域的研究和实践提供参考。
本文首先介绍了三相电压型PWM整流器的基本结构和工作原理,包括其主电路拓扑、PWM控制技术以及电流控制策略等。在此基础上,综述了当前国内外在三相电压型PWM整流器控制技术研究方面的主
要成果和进展,包括调制策略优化、电流控制算法改进、系统稳定性分析等方面。本文还对三相电压型PWM整流器在实际应用中所面临的问题和挑战进行了分析和讨论,如电网电压波动、负载变化等因素对整流器性能的影响。
本文展望了三相电压型PWM整流器控制技术的发展趋势,提出了未来研究的方向和重点,包括高效率、高可靠性、智能化控制等方面。通过对三相电压型PWM整流器控制技术的综述和分析,本文旨在为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
二、三相电压型整流器的基本原理
三相电压型PWM整流器是一种高效、可控的电力电子设备,它采用脉宽调制(PWM)技术,实现对交流电源的高效整流,将交流电转换为直流电。整流器主要由三相桥式电路、PWM控制器、滤波电路等部分组成。
三相桥式电路是整流器的核心部分,由六个开关管(通常是IGBT 或MOSFET)组成,每两个开关管连接在一起形成一个桥臂,共三个桥臂。通过控制开关管的通断,可以实现将三相交流电源整流为直流电源。
电力电子技术中的PWM调制技术详解
电力电子技术中的PWM调制技术详解
在现代工业领域中,电力电子技术扮演着至关重要的角色。PWM (脉宽调制)技术作为电力电子技术的核心之一,已经广泛应用于各种电源和驱动系统中。本文将深入探讨PWM调制技术的原理、应用和优势。
1. PWM调制技术的原理
PWM调制技术是通过改变脉冲宽度的方式来控制电路输出的一种方法。其基本原理是将模拟信号转换为脉冲信号,通过调整脉冲的宽度来控制输出电压或电流的大小。PWM信号的脉冲宽度与所需输出信号的幅值成正比。
在PWM调制技术中,常用的脉冲产生方法包括比较器法、计数器法和改进型PWM等。其中,比较器法是最常用的一种方法。该方法通过一个比较器将输入信号与一定频率、恒定幅度的三角波进行比较,从而产生脉冲宽度调制的信号。
2. PWM调制技术的应用
PWM调制技术已经广泛应用于各种电力电子设备和系统中。以下是几个常见的应用领域:
2.1 变频调速系统
PWM调制技术在变频调速系统中起到了关键作用。通过调整PWM 信号的脉冲宽度,可以实现对电机转矩和转速的精确控制。这种技术
的应用使得电机的运行更加稳定、高效,并且节省能源。
2.2 电力逆变器
电力逆变器是将直流电能转换为交流电能的设备,广泛应用于太阳
能发电、风能发电等领域。PWM调制技术能够有效地控制逆变器的输
出波形质量,提高逆变器的效率和稳定性。
2.3 电源管理系统
在电源管理系统中,PWM调制技术能够实现电源的高效转换和稳
定输出。通过精确控制PWM信号的脉冲宽度,可以实现电源的输出电压的调节和稳定,以满足不同电器设备的需求。
电力电子技术中的PWM变换器设计与应用
电力电子技术中的PWM变换器设计与应用电力电子技术作为一门重要的学科,近年来在能源转换和电力控制领域发挥着越来越重要的作用。其中,PWM(脉宽调制)变换器作为一种常见的电力电子装置,具有广泛的应用范围。本文将就PWM变换器的设计原理以及在电力电子技术中的应用进行探讨。
一、PWM变换器的设计原理
PWM变换器是指能够将一个高频脉冲信号转换为模拟电压或电流信号的电路。其设计原理基于脉宽调制技术,通过调节脉冲信号的高电平时间与低电平时间之比,来实现对输出信号的精确控制。PWM变换器通常由一个比较器、一个参考信号源和一个可变的调制信号源组成。
在PWM变换器的设计过程中,首先需要确定输出信号的频率和波形要求。然后选择适当的比较器和参考信号源。比较器用来比较参考信号与可变调制信号的大小,输出高电平或低电平。参考信号源则决定了脉冲信号的频率和基准。最后,根据输出信号的要求选择适当的滤波器进行处理,以消除脉冲信号中的高频成分,得到所需的模拟电压或电流信号。
二、PWM变换器在电力电子技术中的应用
1. 无线电频率调制解调器:PWM变换器可以将低频音频信号转换为高频调制信号,用于无线电频率调制解调器中。例如,在调幅广播
系统中,通过PWM变换器将音频信号转换为高频调制信号,从而实现广播信号的传输。
2. 数字电源控制器:PWM变换器在数字电源控制器中广泛应用。
数字电源控制器是一种通过数字信号控制输出电压或电流的器件,通
过PWM变换器可以实现输出信号的精确调节。例如,可将输入电压进行适当的处理,得到符合要求的输出电压,以供给数字设备的正常工作。
信号脉宽调制 电路
信号脉宽调制 电路
信号脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)是一种常用的调制技术,用于在数 字电路中模拟模拟信号。它通过改变信号的脉冲宽度来表示模拟信号的幅度。
下面是一个基本的PWM电路工作原理: 1. 工作原理:
- 输入信号Vin为模拟信号,其幅度决定了输出信号的脉冲宽度。 - 通过R1和R2,将输入信号Vin与电源电压+Vcc分压,得到一个中间电压。 - 中间电压通过C1进行滤波,得到一个平滑的直流电压。 - 输出信号Out为一个方Baidu Nhomakorabea,其脉冲宽度由输入信号Vin决定。当输入信号Vin为高电平 时,输出信号为高电平,脉冲宽度较宽;当输入信号Vin为低电平时,输出信号为低电平,脉 冲宽度较窄。
信号脉宽调制 电路
PWM电路的输出信号可以通过滤波电路进行平滑处理,得到与输入信号Vin幅度相关的 模拟信号。PWM技术在电机控制、音频放大、LED调光等领域广泛应用,可以实现高效的模 拟信号调制和控制。
需要注意的是,上述示意图中的电路仅为基本的PWM电路,实际应用中可能会有更复杂 的电路结构和控制方式,以满足具体的需求和性能要求。
PWM基本原理及其应用实例
PWM基本原理及其应用实例
PWM基本原理及其应用实例
2009-06-26 14:12:02| 分类:嵌入式技术探索| 标签:|字号大中小订阅~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
理论篇(一)原理介绍~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
PWM(Pulse Width Modulation)控制——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。
PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型,PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
1 PWM控制的基本原理
理论基础:
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节
上时,其效果基本相同。冲量指窄脉冲的面积。效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近,仅在高频段略有差异。
面积等效原理:
分别将如图1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L 电路)上,如图2a所示。其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图2b所示。从波形可以看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降段则几乎完全相同。脉冲越窄,各i(t)响应波形的差异也越小。如果周期性地施加上述脉冲,则响应i(t)也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出,各i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同。
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化。
电力电子技术-脉宽调制控制电路
无外同步信号时
CT
有外同步信号时
CT SYNC
18
SG1525各部分功能
3. 误差放大器:运算放大器,用于构成电压调节器
根据逻辑要求,反馈电压接反相端(1脚),2—基准
4. PWM比较器及锁存器 (及软起动,关闭) 5. 分相器:将PWM脉冲交替分配给输出端A和B
PWM脉冲频率=振荡器频率的一半
6. 欠压封锁:控制电源电压欠压时关闭D=0 7. 输出级:驱动, 并形成死区及输出封锁
1527输出级 16
一 SG1525电路组成及各部分功能 各部分功能:
1.基准电压源:5.1V(40mA),过流保护 2. 振荡器----外加RC、产生锯齿波,T=t1+t2, t1---RTCT,T2---RDCT
4脚:时钟信号—与t2对应 3脚:外同步(频率高的去同步频率低的)
17
一 SG1525电路组成及各部分功能
第十一章 脉宽调制控制电路
1
第十一章 脉宽调制控制电路
第一节 概述
开关变换系统的结构
Vo Vin
Fra Baidu bibliotek隔离驱动
PWM IC
电路框图
第十一章 脉宽调制控制电路
控制电路组成: 调压控制-输出电压达到静态精度指标,稳定性及动态指标 保护---过流,过(欠)压,过温,软起动
系统电路结构
电力电子技术中的PWM调制技术有哪些应用
电力电子技术中的PWM调制技术有哪些应
用
在电力电子技术中,PWM调制技术是一种广泛应用的调制技术。PWM,即脉宽调制技术,是通过改变波形的脉冲宽度来实现信号的调制。PWM调制技术可以在电力电子领域的多个应用中发挥重要作用。本文将介绍一些主要的PWM调制技术在电力电子中的应用。
一、单极性PWM调制技术
单极性PWM调制技术是一种常用的PWM调制技术之一。它通过改变脉冲信号的脉宽来调制信号。单极性PWM调制技术主要应用于直流电压调制器中。直流电压调制器是一种常见的电力电子装置,广泛用于交流电源的整流、电机驱动、电力传输等领域。通过采用单极性PWM调制技术,可以有效控制直流电压调制器的输出波形,提高电力系统的效率和稳定性。
二、双极性PWM调制技术
双极性PWM调制技术是另一种常见的PWM调制技术。它与单极性PWM调制技术相比,具有更高的控制精度和更低的谐波含量。双极性PWM调制技术主要应用于逆变器中。逆变器是将直流电源转换为交流电源的装置,广泛应用于太阳能发电、风能发电、电动车等领域。通过采用双极性PWM调制技术,可以实现逆变器的精确控制,提高逆变器的输出质量和效率。
三、多级PWM调制技术
多级PWM调制技术是一种应用广泛的PWM调制技术。它主要用于多级变换器中,包括多级逆变器和多级变频器。多级变换器是一种高性能的电力电子装置,适用于大容量电力系统和高效能电力传输。通过采用多级PWM调制技术,可以实现多级变换器的高精度控制和低谐波输出,提高电力系统的负载能力和传输效率。
四、空间矢量PWM调制技术
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摘要
【摘要】脉冲调制(PWM)技术最早起源于通信技术的调制、解调的思想,并将这种思想推广到测量、电力电子领域。随着全控型器件的发展与微处理器的出现,PWM技术已经变成为了电力电子领域中的重要技术,特别是在斩波电路、逆变电路。本文主要研究了PWM技术的理论基础(面积等效原理)及其控制原理;分析了在PWM控制下降压斩波电路的工作情况,并用matlab建模;分析了在180°方波控制与SPWM控制两种方法下三相桥式逆变电路的工作状态,对比两种方法的优劣,并考虑了加入死区时间对SPWM的影响。结合异步电机变频调速的相关原理,对SPWM技术控制下的逆变电路进行变化,通过控制输出电压的变化来实现变频调速。选择具体的电路,根据理论分析计算相关的参数。使用Matlab软件进行搭建仿真电路,将仿真得到的数据、波形与理论分析相互分析对照,总结其特点。
【关键词】PWM;DC–DC;DC-AC;MATLAB仿真
I
Abstract
【ABSTRACT】Pulse modulation (PWM) technology originated in the communication technology modulation, demodulation of the idea, and this idea extended to the field of measurement, power electronics. With the development of full-controlled devices with the advent of microprocessors, PWM technology has become an important technology in the field of power electronics, especially in chopping circuits, inverting circuits. This paper mainly studies the theoretical basis of the PWM technology (area equivalent principle) and its control principle. The work of the step-down chopper circuit under PWM control is analyzed and modeled by matlab. The analysis of the 180 ° square wave control and SPWM Control the working state of the three-phase bridge inverter circuit under the two methods, compare the advantages and disadvantages of the two methods, and consider the influence of adding dead time to SPWM. Combined with the principle of asynchronous motor frequency control, SPWM technology under the control of the inverter circuit changes, by controlling the output voltage changes to achieve frequency control. Select the specific circuit, according to the theoretical analysis of the relevant parameters. Using Matlab software to build simulation circuit, the simulation of the data, waveform and theoretical analysis of each other analysis, summed up its characteristics.
【KEYWORDS】PWM ;DC –DC ;DC-AC ; MATLAB simulation
目录
1 前言 (4)
1.1 课题研究背景与意义 (4)
1.2 PWM技术的研究现状 (4)
1.2.1 相电压控制PWM (4)
1.2.2 线电压控制PWM (5)
1.2.3 空间电压矢量控制PWM (5)
1.2.4 电流控制PWM (5)
1.2.5 矢量控制PWM (5)
1.2.6 直接转矩控制PWM (5)
1.2.7 非线性控制PWM (5)
1.2.8 谐振软开关PWM (5)
1.3 本课题的主要内容 (6)
2 PWM技术的原理 (7)
2.1 面积等效原理 (7)
2.2 控制原理 (8)
3 PWM技术在斩波电路中的应用 (10)
3.1 斩波电路概述 (10)
3.2 三相三重降压斩波电路 (10)
3.2.1 三相三重降压斩波电路的工作原理及波形 (10)
3.2.2 控制方法 (13)
3.3 仿真及波形分析 (13)
3.3.1 建立降压斩波电路仿真模型 (13)
3.3.2 三相三重降压斩波电路的仿真 (15)
4 SPWM技术在逆变电路中的应用 (17)
4.1 逆变电路概述 (17)
4.2 三相桥式逆变电路 (17)
4.2.1 180°方波控制 (17)
4.2.2 SPWM控制 (20)
4.3 仿真及波形分析 (23)
4.3.1 三相桥式方波逆变电路仿真 (23)
4.3.2 SPWM控制下的三相桥式逆变电路的模型仿真 (24)
4.3.3 波形分析 (25)
5 异步电机的变频调速 (28)
5.1 异步电机的机械特性 (28)
5.2 变频调速的控制特性与机械特性 (29)
5.2.1 变频调速的控制特性 (29)
5.2.2 变频调速的机械特性 (30)
5.3 仿真及波形分析 (31)
6 总结 (34)
III