第十二章脉宽调制(PWM)逆变器
pwm逆变器工作原理
pwm逆变器工作原理
PWM逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的电子器件。
它的基本工作原理是通过一系列的开关操作,将直流电源转换为一系列的脉冲信号,然后再将这个脉冲信号转换成交流信号。
在PWM逆变器中,通常会使用一组开关器件,如晶体管或IGBT,来控制直流电源的通断。
这些开关器件会在一定的频率范围内开关,从而产生一个类似于正弦波的交流信号。
这个交流信号可以用来驱动电机、照明灯具、加热器等交流负载。
PWM逆变器的控制方式通常采用脉宽调制(PWM)技术。
这种技术通过控制开关器件的开关时间,来调节输出电压的频率和幅值。
通过调整PWM信号的占空比,可以控制输出电压的大小和频率,从而实现负载的控制和调节。
在PWM逆变器中,通常会使用高频变压器来将PWM信号转换成交流信号。
这个变压器通常具有多个线圈,可以将PWM信号转换成多个不同电压和频率的交流信号。
这些交流信号可以进一步处理和调节,以满足负载的需求。
总之,PWM逆变器的工作原理是通过一系列的开关操作,将直流电源转换成交流信号,并通过控制PWM信号的占空比来调节输出电压的大小和频率,以满足负载的需求。
逆变器工作原理
逆变器工作原理逆变器是一种将直流电转换成交流电的电力转换装置。
它在可再生能源系统、电池储能系统、电动汽车和UPS等领域中得到广泛应用。
逆变器的工作原理是通过使用电子器件将直流电源转换为交流电源。
一、逆变器的基本原理逆变器的基本原理是利用电子器件(如晶体管、IGBT等)将直流电源转换为交流电源。
逆变器的输入端连接直流电源,输出端连接负载。
逆变器通过控制电子器件的开关状态,将直流电源转换为交流电源,输出给负载。
逆变器的工作过程可以分为两个阶段:开关器件的导通和开关器件的断开。
二、逆变器的工作过程1. 开关器件的导通阶段:在这个阶段,逆变器的输入端直流电源通过控制电路,使得开关器件导通。
导通的开关器件会将直流电源的电能传输到输出端,形成正半周的交流电信号。
在这个过程中,开关器件的导通时间和导通频率决定了输出交流电的频率和幅值。
2. 开关器件的断开阶段:在这个阶段,逆变器的输入端直流电源通过控制电路,使得开关器件断开。
断开的开关器件会阻断直流电源的电能传输,输出端的电压降为0。
在这个过程中,开关器件的断开时间和断开频率决定了输出交流电的频率和幅值。
三、逆变器的控制方式逆变器的控制方式有两种:脉宽调制(PWM)和谐波消除调制(HCC)。
1. 脉宽调制(PWM):脉宽调制是逆变器常用的控制方式。
它通过改变开关器件导通和断开的时间比例,来控制输出交流电的频率和幅值。
脉宽调制可以使得逆变器的输出电压具有较高的质量和稳定性。
2. 谐波消除调制(HCC):谐波消除调制是一种高级的控制方式,它可以有效地消除逆变器输出电压中的谐波成份。
谐波消除调制通过改变开关器件的导通和断开时间,使得输出电压的谐波成份尽可能接近于0。
这样可以提高逆变器的功率质量,减少对负载的干扰。
四、逆变器的应用逆变器在可再生能源系统中的应用越来越广泛。
例如,太阳能光伏发电系统中的逆变器可以将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,供给家庭和工业用电。
pwm脉宽调制原理
pwm脉宽调制原理
PWM脉宽调制原理
PWM,即脉宽调制(Pulse Width Modulation),是一种通过控制信号的脉冲宽度来实现模拟信号的技术。
在电子领域中,PWM技术被广泛应用于控制系统、变频调速、电源供应等方面。
PWM脉宽调制原理基本上可以概括为通过改变信号的占空比来控制输出信号的电压或功率。
在PWM脉宽调制中,信号的周期是固定的,而脉冲的宽度则根据控制信号的变化而改变。
通过控制脉冲的宽度,可以实现对输出信号的精确控制。
通常情况下,信号的占空比被定义为脉冲的宽度与周期的比值,通常以百分比表示。
PWM脉宽调制技术的原理可以简单地解释为:当信号的占空比增大时,输出信号的电压或功率也会随之增大;反之,当信号的占空比减小时,输出信号的电压或功率也会相应减小。
因此,通过改变信号的占空比,可以实现对输出信号的精确控制。
在实际应用中,PWM脉宽调制技术被广泛应用于电子设备中,如直流电机的调速控制、逆变器的控制、电源供应的调节等。
通过PWM 技术,可以实现对电子设备的精确控制,提高系统的稳定性和效率。
除了在电子设备中的应用外,PWM脉宽调制技术还被广泛应用于照明领域。
通过调节LED灯的PWM信号,可以实现对灯光的亮度和
颜色的精确控制,实现节能和环保的效果。
总的来说,PWM脉宽调制技术是一种非常有效的控制技术,可以广泛应用于电子设备、照明领域等各个领域。
通过控制信号的脉冲宽度,可以实现对输出信号的精确控制,提高系统的稳定性和效率。
PWM技术的不断发展和应用将为电子领域带来更多的创新和发展。
pwm调频原理
pwm调频原理PWM调频原理概述脉宽调制(PWM)是一种常用的调频方法,广泛应用于电子电路和通信系统中。
它通过改变信号的脉冲宽度来调节频率,从而实现信号的传输和控制。
本文将介绍PWM调频原理及其应用。
一、PWM调频原理PWM调频原理是利用脉冲信号的脉宽来调节信号频率的一种调制方法。
在PWM调制中,信号的频率是通过改变脉冲的宽度来实现的。
具体来说,PWM调制是通过控制脉冲的占空比来实现的,即脉冲高电平(ON时间)与总周期时间(ON时间+OFF时间)的比值。
二、PWM调频的应用PWM调频广泛应用于各种电子电路和通信系统中,下面将介绍几个常见的应用。
1. 脉宽调制(PWM)在电机驱动中的应用在电机驱动中,PWM调频被用来控制电机的速度和转向。
通过调节PWM信号的脉宽,可以改变电机驱动的频率和占空比,从而实现对电机的精确控制。
2. 脉宽调制(PWM)在音频信号处理中的应用在音频信号处理中,PWM调频被用来实现音频信号的数字化和压缩。
通过控制PWM信号的脉宽,可以将音频信号转换为数字信号,并根据需要进行采样和压缩,以便在数字系统中进行处理和传输。
3. 脉宽调制(PWM)在光伏逆变器中的应用在光伏逆变器中,PWM调频被用来将直流电能转换为交流电能。
通过控制PWM信号的脉宽,可以实现对直流电源的逆变,并根据需要调节输出交流电的频率和电压,以满足不同的电力需求。
4. 脉宽调制(PWM)在通信系统中的应用在通信系统中,PWM调频被用来实现数字信号的传输和调制。
通过控制PWM信号的脉宽,可以将数字信号转换为脉冲信号,并进行调制和解调,以实现信号的传输和接收。
三、总结PWM调频原理是一种通过改变信号脉冲的宽度来调节频率的调制方法。
它广泛应用于电子电路和通信系统中,包括电机驱动、音频信号处理、光伏逆变器和通信系统等领域。
通过控制PWM信号的脉宽,可以实现对信号的精确调节和控制。
本文简要介绍了PWM 调频原理及其应用,希望对读者有所帮助。
pwm逆变电路原理
pwm逆变电路原理
PWM逆变电路是一种经典的功率电子变换电路,用于将直流
电源转换为可控的交流电源。
其原理基于脉宽调制(Pulse Width Modulation)技术,通过控制开关器件的导通时间与断
开时间的比例,可以实现对输出电压的调节。
PWM逆变电路的核心部分是一个全桥逆变器,由4个可控开
关器件组成。
通常,这些开关器件是MOSFET或IGBT,用于控制电流的通断。
在正半周中,两个对角的开关器件同时导通,使得直流电源的正负极与交流负载的两个端点相连接;而在负半周中,另外两个对角开关器件引导电流,实现相反的连接。
通过频繁切换开关状态,可以在负载中产生高频的脉冲信号。
PWM逆变电路的输出电压由导通时间与断开时间的比例决定。
当导通时间较长时,输出电压会接近正电压;反之,断开时间长,则输出电压近似为负电压。
通过调节导通与断开时间的比例,可以实现对输出电压幅值的控制。
此外,通过改变开关频率,还可以调节输出电压的频率。
为了实现精确的输出电压调节,PWM逆变电路通常配备一个
控制电路。
该控制电路可以监测输出电压,并与参考电压进行比较,以生成适当的控制信号。
控制信号通过适当驱动开关器件的导通与断开,从而实现输出电压的稳定调节。
总之,PWM逆变电路利用脉宽调制技术和全桥逆变器构成,
通过控制开关器件的导通与断开时间,实现对直流电源转换为可控的交流电源,并通过控制电路实现对输出电压的精确调节。
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。
PWM整流技术是一种实现电能调节和控制的重要方法。
通过改变开关管的导通和截止时间比例,可以实现对输出电压和电流的精确控制。
同时,PWM整流技术还具有高效能量转换和电能变换传递的优点。
然而,在实际应用中需要充分考虑电路设计和保护措施,以确保系统的稳定性和可靠性。
PWM逆变电路及其控制方法
PWM逆变电路及其控制方法PWM(Pulse Width Modulation)逆变电路是一种通过改变电压或电流波形的占空比来实现电能转换的技术。
它广泛应用于各种电源逆变器、交流电机驱动器、太阳能逆变器、UPS(不间断电源系统)等领域。
本文将介绍PWM逆变电路的基本原理、常见的控制方法以及应用实例。
PWM逆变电路的基本原理是通过将直流电压转换为交流电压,使得输出波形的频率和幅值可以根据需求进行调节。
其核心部件是逆变器,通常由开关元件(如功率开关管)和输出变压器组成。
逆变器通过快速开关开关闭合,产生一系列电压脉冲,然后经过输出变压器将直流电压转换为交流电压。
PWM逆变电路的控制方法有多种,常见的包括:固定频率脉宽调制(Fixed Frequency Pulse Width Modulation,FFPWM)、固定频率电压脉宽调制(Constant Frequency Voltage Pulse Width Modulation,CFVPWM)、固定频率电流脉宽调制(Constant Frequency Current Pulse Width Modulation,CFCPWM)以及多重脉冲脉宽调制(Multiple Pulse Width Modulation,MPWM)等。
固定频率脉宽调制是PWM逆变电路中最简单的控制方法之一,其特点是输出频率和开关频率固定,可以通过调节脉宽来实现输出波形的幅值控制。
固定频率电压脉宽调制在固定频率脉宽调制的基础上增加了电压控制环节,通过反馈控制使输出电压达到设定值。
固定频率电流脉宽调制则在固定频率脉宽调制的基础上增加了电流控制环节,通过反馈控制使输出电流达到设定值。
多重脉冲脉宽调制是在固定频率脉宽调制的基础上引入多个脉冲周期,通过交错控制来改善输出波形的谐波含量。
1.电力电子逆变器:将直流电能转换为交流电能。
通过控制PWM逆变电路的开关元件,可以实现交流电压的频率和幅值的调节,广泛应用于电力系统、电动机驱动器及电力调速系统等。
pwm逆变原理
pwm逆变原理
PWM(Pulse Width Modulation)逆变原理是一种常见的控制技术,广泛应用于电力电子领域。
它通过周期性地改变波形的脉冲宽度来控制电力输出。
PWM逆变的基本原理是将直流电源通过开关器件(如MOSFET或IGBT)进行高频切换,从而产生一个接近正弦波形的交流电压输出。
这种高频切换的脉冲信号可以通过改变脉冲的占空比来调节输出电压和电流的大小。
在PWM逆变电路中,一个重要的元件是PWM控制器。
PWM控制器通过测量输出信号的电压或电流,并与设定值进行比较,然后调整开关器件的工作状态,以使输出保持在设定值附近。
常用的PWM控制策略有基于单脉冲宽度调制(SPWM)和三角波调制(TPWM)。
在SPWM控制策略中,PWM控制器根据输出信号与设定值的差异来调整脉冲宽度,以维持输出电压的稳定性。
具体来说,PWM控制器会比较输出信号与参考信号(通常为一个正弦波形)之间的差异,并通过调整脉冲的宽度来控制开关器件的开关时间,以调节输出电压。
TPWM控制策略则是基于一个三角波形和一个参考信号的比较。
PWM控制器会通过比较三角波形和参考信号的相对位置,来决定开关器件何时进行切换。
通过调整三角波的周期和幅值,可以实现输出电压的调节。
PWM逆变器广泛应用于各种领域,包括交流电机驱动、太阳能发电系统、UPS电源以及电力调制等。
它具有高效率、快速响应、输出电压可调、输出电流可控等优点。
总之,PWM逆变原理通过脉冲宽度的调制来实现电力输出的控制。
它是一种有效的电力电子技术,在现代工业和电子设备中扮演着重要的角色。
脉冲宽度调制(PWM)技术原理
一、PWM技术原理由于全控型电力半导体器件的出现,不仅使得逆变电路的结构大为简化,而且在控制策略上与晶闸管类的半控型器件相比,也有着根本的不同,由原来的相位控制技术改变为脉冲宽度控制技术,简称PwM技术。
PwM技术可以极其有效地进行谐波抑制,在频率、效率各方面有着明显的优点使逆变电路的技术性能与可靠性得到了明显的提高。
采用PwM方式构成的逆变器,其输人为固定不变的直流电压,可以通过PwM技术在同一逆变器中既实现调压又实现调频。
由于这种逆变器只有一个可控的功率级,简化了主回路和控制回路的结构,因而体积小、质量轻、可靠性高。
又因为集凋压、调频于一身,所以调节速度快、系统的动态响应好。
此外,采用PwM技术不仅能提供较好的逆变器输出电压和电流波形,而且提高了逆变器对交流电网的功率因数。
把每半个周期内,输出电压的波形分割成若干个脉冲,每个脉冲的宽度为每两个脉冲间的间隔宽度为t2,则脉冲的占空比γ为此时,电压的平均值和占空比成正比,所以在调节频率时,不改变直流电压的幅值,而是改变输出电压脉冲的占空比,也同样可以实现变频也变压的效果。
二、正弦波脉宽调制(sPwM)1.sPwM的概念工程实际中应用最多的是正弦PwM法(简称sPwM),它是在每半个周期内输出若干个宽窄不同的矩形脉冲波,每一矩形波的面积近似对应正弦波各相应每一等份的正弦波形下的面积可用一个与该面积相等的矩形来代替,于是正弦波形所包围的面积可用这N个等幅(Vd)不等宽的矩形脉冲面积之和来等效。
各矩形脉冲的宽度自可由理论计算得出,但在实际应用中常由正弦调制波和三角形载波相比较的方式来确定脉宽:因为等腰三角形波的宽度自上向下是线性变化的,所以当它与某一光滑曲线相交时,可得到一组幅值不变而宽。
度正比于该曲线函数值的矩形脉冲。
若使脉冲宽度与正弦函数值成比例,则也可生成sPwM波形。
在工程应用中感兴趣的是基波,假定矩形脉冲的幅值Vd恒定,半周期内的脉冲数N也不变,通过理论分析可知,其基波的幅值V1m脉宽δi有线性关系在进行脉宽调制时,使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。
逆变器工作原理
逆变器工作原理逆变器是一种电力电子设备,用于将直流电转换为交流电。
它在可再生能源系统、电动车辆、UPS电源等领域中得到广泛应用。
逆变器的工作原理是通过控制电子开关器件的导通和关断,改变直流电源的极性和幅值,从而实现直流到交流的转换。
1. 逆变器的基本结构逆变器通常由输入端、输出端和控制电路组成。
输入端连接直流电源,输出端连接负载,控制电路用于控制电子开关器件的工作状态。
2. 逆变器的工作原理逆变器的工作原理可以分为两个阶段:脉宽调制和逆变输出。
2.1 脉宽调制脉宽调制是逆变器的核心控制策略。
通过控制电子开关器件的导通时间和关断时间,可以改变输出交流电的频率和幅值。
常见的脉宽调制技术包括脉宽调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)。
在PWM控制下,逆变器通过比较输入直流电压和一个参考信号,生成一个脉冲宽度调制信号。
这个信号控制电子开关器件的导通和关断,使得输出交流电的频率和幅值可以被精确控制。
2.2 逆变输出逆变输出是逆变器的最终目标,它将经过脉宽调制的信号转换为交流电。
逆变器通常采用全桥逆变器拓扑结构,其中包含四个电子开关器件。
在逆变输出阶段,根据脉宽调制信号控制电子开关器件的导通和关断,将直流电源的正负极性和幅值转换为交流电。
通过适当的控制策略,逆变器可以实现多种输出波形,如正弦波、方波等。
3. 逆变器的保护功能逆变器在工作过程中需要具备一定的保护功能,以确保设备的安全可靠运行。
3.1 过压保护逆变器通常具有过压保护功能,当输出电压超过设定值时,逆变器会自动切断输出,以防止设备损坏。
3.2 过流保护逆变器还具有过流保护功能,当输出电流超过设定值时,逆变器会自动切断输出,以防止电子开关器件过载。
3.3 过温保护逆变器还具有过温保护功能,当逆变器内部温度超过设定值时,逆变器会自动降低输出功率或者切断输出,以防止设备过热。
4. 逆变器的应用领域逆变器在可再生能源系统中得到广泛应用,如太阳能发电系统和风能发电系统。
pwm逆变器原理
pwm逆变器原理
PWM逆变器原理是一种以脉冲宽度调制(PWM)技术为基础的电力转换器。
其主要工作原理如下:
1. 输入电源:PWM逆变器通常接收直流电源作为输入。
这个直流电源可以是电池、太阳能电池等。
2. 直流到交流转换:逆变器首先将直流电源转换为交流电。
通常情况下,逆变器通过一个开关电路(如MOSFET或IGBT)来控制输入电压的开关状态。
3. PWM调制:逆变器的核心部分是一个PWM调制模块。
PWM调制是通过在一段时间内改变开关电路的开关状态,来控制相应的输出电压。
根据需要,PWM调制模块可以产生多种不同的脉冲宽度和频率。
4. 输出滤波:逆变器输出的交流电通常会有一些脉冲成分,为了使输出电压更接近纯正弦波形,需要对输出进行滤波。
这通常通过一个滤波电路来实现,包括电感、电容等元件,以减小脉冲成分。
5. 输出负载:逆变器输出的交流电可以用来驱动各种负载,如电动机、照明灯、家电等。
总之,PWM逆变器的工作原理是将直流电源转换为可调控的交流电源,通过PWM调制和输出滤波,使其输出电压具有所需的波形和电压级别,以满足不同的应用需求。
第12章脉宽调制逆变器
流电压。改变触发脉冲f1频率 就改变输出u0的频率
若f1> f0 , 即在导通晶闸管电流未下降到零时,要触发另一晶 闸管导通,那么就必须采用强迫关断法。
f1触发脉冲频率, f0 RLC串联电路的固有频率。
2、桥式串联逆变电路
当VT1VT4导通时,电源Ud供电,在RLC电路中产生振荡电流, 当i0=0时, VT1VT4自然关断。当VT2VT3导通时,在RLC电路中 产生的振荡电流其方向相反,当ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0=0时, VT2VT3自然关断。
2、电流源型:在直流回路中串入大电感以吸收无功 功率。故直流电源呈高阻抗,输出电流接近矩形波, 属于电流强制方式。由于直流中间回路电流Id的方向 是不变的,因此无需设反馈二极管。
12.2 晶闸管逆变器
一、串联逆变器 1、串联逆变器电路 组成及工作原理
触发VT1,L1、C、R振荡充电。 当振荡至iT1=0时,VT1管自然关 断。然后触发VT2管导通,电 容C通过L2和R振荡放电,当放 电电流等于0时,VT2管自然关 断。由于L1=L2,在VT1和VT2 分别导通时的振荡频率是相同 的,则负载电阻上获得的是交 换向电感 换向电容与R串联
t2
t3
t4
U AB U d
t1 t2 t3
t4
2 T0
T0 / 2
0
2 u AB dt
D1、 D4 输出矩形波交流电压有效值
二、单相桥式逆变器的电压控制 1、单脉冲宽度调制:在单脉冲宽度调制控制中,每半 周中只有一个脉冲且改变脉冲宽度控制逆变器输出电压。
三角波与基准信号比较产生脉冲驱动信号
为了限制瞬时过 电流di/dt,在四 个晶闸管回路中 分别串联了四个 小电感。
第十二章脉宽调制PWM逆变器
直流侧是电压源
电压型逆变电路——又称为电压源
型逆变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI
直流侧是电流源
电流型逆变电路——又称为电流源
型逆变电路 Current Source Type Inverter-CSTI
12.2 电压型逆变电路
2)电压型逆变电路的特点
(1)直流侧为电压源或 并联大电容,直流侧电压 基本无脉动。 (2)输出电压为矩形波, 输出电流因负载阻抗不同 而不同。
(3)阻感负载时需提供 无功功率。为了给交流侧 向直流侧反馈的无功能量 提供通道,逆变桥各臂并 联反馈二极管。
图5-5 电压型全桥逆变电路
单相桥式逆变器的电压控制
S1~S4是桥式电路的4个臂,由电力电子器件及辅 助电路组成。
uo
Ud S1 io 负载 S3 uo S 4 io t1 t2 t
S2 a)
b)
图5-1 逆变电路及其波形举例
12.3 逆变电路的基本工作原理
S1、S4闭合,S2、S3断开时,负载电压uo为正。 S1、S4断开,S2、S3闭合时,负载电压uo为负。
单脉冲宽度调制 多脉动冲宽度调制 正弦脉宽调制 改进型正弦脉宽调制 相位移控制
5.2.1 单相电压型逆变电路
阻感负载时,还可采用移 相得方式来调节输出电压 -移相调压。
V3的基极信号比V1落后q (0< q <180 °)。V3、 V4的栅极信号分别比V2、 V1的前移180°-q。输 出电压是正负各为q的脉 冲。 改变q就可调节输出电压。
图5-7 单相全桥逆变 电路的移相调压方式
u G1 O u G2 O u G3 O u G4 O uo io O a)
PWM脉宽调制原理
PWM脉宽调制,是靠改变脉冲宽度来控制输出电压,通过改变周期来控制其输出频率。
而输出频率的变化可通过改变此脉冲的调制周期来实现。
这样,使调压和调频两个作用配合一致,且于中间直流环节无关,因而加快了调节速度,改善了动态性能。
由于输出等幅脉冲只需恒定直流电源供电,可用不可控整流器取代相控整流器,使电网侧的功率因数大大改善。
利用PWM逆变器能够抑制或消除低次谐波。
加上使用自关断器件,开关频率大幅度提高,输出波形可以非常接近正弦波。
PWM变频电路具有以下特点:1. 可以得到相当接近正弦波的输出电压2. 整流电路采用二极管,可获得接近1的功率因数3. 电路结构简单4. 通过对输出脉冲宽度的控制可改变输出电压,加快了变频过程的动态响应现在通用变频器基本都再用PWM控制方式,所以介绍一下PWM控制的原理PWM基本原理脉宽调制(PWM)。
控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。
也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲,使各脉冲的等值电压为正弦波形,所获得的输出平滑且低次斜波谐波少。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,即可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。
在采样控制理论中有一个重要的结论,即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上,其效果基本相同。
冲量既指窄脉冲的面积。
这里所说的效果基本相同。
是指该环节的输出响应波形基本相同。
如把各输出波形用傅里叶变换分析,则它们的低频段特性非常接近,仅在高频段略有差异。
根据上面理论我们就可以用不同宽度的矩形波来代替正弦波,通过对矩形波的控制来模拟输出不同频率的正弦波。
例如,把正弦半波波形分成N等份,就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。
这些脉冲宽度相等,都等于∏/n ,但幅值不等,且脉冲顶部不是水平直线,而是曲线,各脉冲的幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲序列用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合,且使矩形脉冲和相应正弦部分面积(即冲量)相等,就得到一组脉冲序列,这就是PWM波形。
脉宽调制逆变的基本原理
脉宽调制逆变的基本原理脉宽调制逆变(Pulse Width Modulation,简称PWM)是一种将直流电源转换为交流电源的技术,它的基本原理是通过控制开关器件的导通时间来调节输出电压的脉宽比,从而实现输出电压的控制。
下面将详细介绍PWM逆变的基本原理。
PWM逆变的原理主要包括以下几个方面:开关器件、脉宽调制器、滤波器和输出负载。
1. 开关器件:PWM逆变电路通常由开关管控制电源的导通和截止,常见的开关器件有MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)和IGBT(绝缘栅双极性晶体管)等。
开关器件的导通和截止通过脉宽调制器产生的PWM信号控制。
2. 脉宽调制器:脉宽调制器主要用于产生PWM信号,它根据输入的控制信号和参考信号进行比较,然后通过比较结果控制开关器件的导通和截止时间,从而改变输出电压的脉宽比。
脉宽调制器常用的方法包括:基于模拟比较的PWM调制法和基于数字控制的PWM调制法。
2.1 基于模拟比较的PWM调制法:基于模拟比较的PWM调制法是将输入的控制信号与参考信号进行比较,通过比较结果操控开关器件的导通和截止。
比较器的输出信号可以通过RC滤波电路等方式滤掉高频噪声,得到平滑的PWM信号。
2.2 基于数字控制的PWM调制法:基于数字控制的PWM调制法是将输入的控制信号和参考信号转换成数字信号,通过数字控制器进行比较和处理,并通过数字-模拟转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)将数字信号转换为模拟PWM信号。
3. 滤波器:滤波器用于平滑PWM信号,将其转换为连续的电压波形。
PWM信号的脉冲宽度改变频率很高,如果不经过滤波处理,输出电压会出现很大的纹波。
常见的滤波器包括:RL滤波器和LC滤波器。
RL滤波器由电阻和电感构成,主要用于去除PWM信号的高频成分;LC滤波器由电感和电容构成,可以实现更好的滤波效果,用于去除PWM信号的高频成分和低频成分,使输出电压更加平滑。
三相逆变器调制
三相逆变器调制1. 介绍三相逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置。
它通常由六个功率开关管和相关控制电路组成,可以实现将直流电源转换为三相交流电源。
逆变器在可再生能源领域应用广泛,如太阳能发电和风力发电系统中。
调制技术是控制逆变器输出波形的关键。
三相逆变器调制技术包括脉宽调制(PWM)和正弦波调制(SPWM)。
本文将详细介绍三相逆变器的调制原理、常用的PWM和SPWM调制方法以及它们的优缺点。
2. 三相逆变器的调制原理三相逆变器的调制原理基于两个基本概念:多级切换和合成波形控制。
多级切换是指通过控制功率开关管的导通和关断来实现输出波形的控制。
在三相逆变器中,每个输出相都由两个功率开关管控制,通过不同的开关组合方式可以产生不同的输出波形。
合成波形控制是指通过对各个输出相进行合理组合,使得输出波形接近所需的交流电源波形。
通过合成波形控制,可以实现对输出电压幅值、频率和相位的精确控制。
3. 脉宽调制(PWM)脉宽调制是一种常用的三相逆变器调制技术。
它通过改变功率开关管导通和关断的时间比例,控制输出电压的幅值。
脉宽调制有多种实现方式,其中最常见的是基于三角波比较器的脉宽调制。
该方法通过将一个固定频率、可变幅值的三角波与一个固定幅值的正弦波进行比较,得到一个PWM信号。
具体步骤如下: 1. 产生一个固定频率、可变幅值的三角波。
2. 产生一个固定幅值的正弦波。
3. 将三角波与正弦波进行比较。
4. 根据比较结果控制功率开关管的导通和关断。
脉宽调制可以实现精确控制输出电压幅值,并且具有较好的谐波性能。
然而,由于采用了离散化控制方法,其输出电压存在一定程度上的失真。
4. 正弦波调制(SPWM)正弦波调制是另一种常用的三相逆变器调制技术。
它通过改变正弦波的频率和相位,控制输出电压的幅值、频率和相位。
正弦波调制的基本思想是将所需的交流电源波形分解为多个基本频率的正弦波,并通过控制每个基本频率正弦波的幅值、频率和相位来合成所需的交流电源波形。
简述脉宽调制逆变电路调压调频的原理
简述脉宽调制逆变电路调压调频的原理下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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a) uo
io
t1 t2
t b)
图5-1 逆变电路及其波形举例
12.3 单相桥式PWM逆变器
1)逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质的不同
直流侧是电压源
电压型逆变电路——又称为电压源
型逆变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI
图5-5 电压型全桥逆变电路
单相桥式逆变器的电压控制
单脉冲宽度调制 多脉动冲宽度调制 正弦脉宽调制 改进型正弦脉宽调制 相位移控制
5.2.1 单相电压型逆变电路
阻感负载时,还可采用移 相得方式来调节输出电压 -移相调压。
V3的基极信号比V1落后q (0< q <180 °)。V3、 V4的栅极信号分别比V2、 V1的前移180°-q。输 出电压是正负各为q的脉 冲。 改变q就可调节输出电压。
主要应用
各种直流电源,如蓄电池、干电池、太阳能电池等。 交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源 等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。
逆变器的分类
一、按输出电压调节方式分类 (1)PAM方式:通过改变直流电压的 幅值进行输出交流电压大小的调节。 (2)PWM方式:输出电压是一系列脉 冲,调节脉冲宽度就可以改变交流电压 有效值。
12.3 逆变电路的基本工作原理
S1、S4闭合,S2、S3断开时,负载电压uo为正。 S1、S4断开,S2、S3闭合时,负载电压uo为负。
直ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电
交流电
12.3 逆变电路的基本工作原理
逆变电路最基本的工作 原理 ——改变两组开关 切换频率,可改变输出 交流电频率。
电阻负载时,负载电流 io 和uo的波形相同,相位也 相同。
直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变器。
电流型逆变电路主要特点
(1) 直流侧串大电感,电流基本无脉动 (2) 交流输出电流为矩形波,与负载阻抗角无关。 输出电压波形和相位因负载不同而不同。
(3)直流侧电感起缓冲无功能量的作用,不必给开 关器件反并联二极管。
5.4 多重逆变电路和多电平逆变电路
电压型逆变电路——输出电压是矩形波,含有较 多谐波。 电流型逆变电路——输出电流是矩形波,含有较 多谐波。
直流侧是电流源
电流型逆变电路——又称为电流源
型逆变电路 Current Source Type Inverter-CSTI
12.2 电压型逆变电路
2)电压型逆变电路的特点
(1)直流侧为电压源或 并联大电容,直流侧电压 基本无脉动。 (2)输出电压为矩形波, 输出电流因负载阻抗不同 而不同。
(3)阻感负载时需提供 无功功率。为了给交流侧 向直流侧反馈的无功能量 提供通道,逆变桥各臂并 联反馈二极管。
图5-7 单相全桥逆变 电路的移相调压方式
u G1 O u G2 O u G3 O u G4 O uo io O a)
t
t
?
t t
io t 1 t2 t3 uo t
b)
输出电压的有效值为
q Uo Ud
输出电压基波的有效值
Uo1
2 2Ud
sin
q
2
电流型逆变电路
12.3 电流型逆变电路
二、按直流电源的性质分类 1、电压源型
2、电流源型
12.3 逆变电路的基本工作原理
以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理
S1~S4是桥式电路的4个臂,由电力电子器件及辅 助电路组成。
uo
S1 Ud io 负载 S3 uo S 4 io t1 t2 t
S2 a)
b)
图5-1 逆变电路及其波形举例
第12章 逆变电路
引言 12.1 概念和分类 12.3 单相桥式PWM逆变器 本章小节
第12章 逆变电路 • 引言
逆变的概念
逆变——与整流相对应,直流电变成交流电。
交流侧接电网,为有源逆变。
交流侧接负载,为无源逆变。
本章讲述无源逆变
逆变与变频
变频电路:分为交交变频和交直交变频两种。 交直交变频由交直变换(整流)和直交变换两部分组 成,后一部分就是逆变。