脉宽调制(PWM)技术
直流伺服电动机脉宽调制的工作原理
直流伺服电动机是一种广泛应用于工业控制系统中的电动机，其主要特点是控制精度高、速度范围广、响应速度快等。
而脉宽调制（PWM）技术是一种常用的电力控制技术，通过调整脉冲宽度来控制输出电压，被广泛应用于直流伺服电动机的速度和位置控制中。
本文将介绍直流伺服电动机脉宽调制的工作原理，包括脉宽调制原理、直流伺服电动机的工作原理、脉宽调制在直流伺服电动机中的应用等内容。
一、脉宽调制原理脉宽调制技术是一种通过调制脉冲信号的宽度来控制输出电压或电流的技术。
其基本原理是将输入信号与一个高频的载波信号进行调制，通过改变调制信号的脉冲宽度，来实现对输出信号的控制。
脉宽调制技术可以实现对输出信号的精确控制，并且具有简单、成本低廉、效率高等优点，因此被广泛应用于各种电力控制领域。
二、直流伺服电动机的工作原理直流伺服电动机是一种能够精确控制角度、速度和位置的电动机，其主要由电动机、编码器和控制器组成。
控制器通过不断地监测编码器反馈的位置信息，计算电机与期望位置之间的误差，并输出控制信号来调节电机的速度和位置，从而实现对电机的精确控制。
三、脉宽调制在直流伺服电动机中的应用脉宽调制技术被广泛应用于直流伺服电动机的速度和位置控制中，其工作原理如下：控制器根据输入的期望速度或位置信号，计算出电机的转速或角度误差，然后将误差信号传递给脉宽调制模块。
脉宽调制模块通过调整输出脉冲信号的宽度和周期，控制电机的转速和位置，从而实现对电机的精确控制。
四、脉宽调制在直流伺服电动机中的优势脉宽调制技术在直流伺服电动机中具有以下优势：1. 精确控制：脉宽调制技术可以实现对电机的精确控制，包括速度、角度和位置的精确控制。
2. 响应速度快：脉宽调制技术可以实现对电机的快速响应，提高了系统的动态性能。
3. 节能减排：脉宽调制技术可以实现能效优化，降低了能耗，减少了环境污染。
4. 成本低廉：脉宽调制技术成本低廉，便于大规模应用。
五、总结脉宽调制技术在直流伺服电动机中的应用，实现了对电机的精确控制和高效能运行。
6.3变压变频调速系统中的脉宽调制(PWM)技术.
6.3 变压变频调速系统中的脉宽调制(PWM)技术本节提要正弦波脉宽调制(SPWM)技术电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术控制技术（或称磁链跟踪控制技术）电压空间矢量PWM(SVPWM)PWM技术就是利用半导体器件的开通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列，以实现变频、变压并有效控制和消除谐波的一门技术。
我们把PWM技术分为三类1、正弦PWM技术（电压、电流、磁通为正弦目的各种PWM方案）2、优化PWM技术3、随机PWM技术一、正弦波脉宽调制(SPWM)技术1. PWM调制原理以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrier wave），并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（Modulation wave），当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。
按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。
这种调制方法称作正弦波脉宽调制（Sinusoidal pulse width modulation，简称SPWM），这种序列的矩形波称作SPWM波。
2. SPWM控制方式如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM 波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。
如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPWM波也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式。
规则采样法原理三角波两个正峰值之间为一个采样周期Tc自然采样法中，脉冲中点不和三角波一周期的中点（即负峰点）重合规则采样法使两者重合，每个脉冲的中点都以相应的三角波中点为对称，使计算大为简化在三角波的负峰时刻tD对正弦信号波采样得D点，过 D作水平直线和三角波分别交于A、B 点，在A点时刻 tA和B点时刻 tB控制开关器件的通断脉冲宽度 d 和用自然采样法得到的脉冲宽度非常接近根据上述采样原理和计算公式，可以用计算机实时控制产生SPWM波形。
脉冲宽度调制(PWM)技术
脉冲宽度调制(PWM)技术在电力电子变流器控制系统中，对于控制电路的要求往往是除能够控制负载的加电与断电外，还应该能够控制加载到负载上的电压高低及功率大小。
在大功率电力电子电路中，控制加载至负载上电压及功率的实用方法就是脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)。
1. 面积等效原理在控制理论中，有一个重要的原理，即冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量(冲量)作用在具有惯性的环节上时，只要这些变量对时间的积分相等，其作用的效果将基本相同。
这里所说的效果基本相同是指惯性环节的输出响应波形基本相同。
例如，下图1示出的三个窄脉冲电压波形分别为矩形波、三角波和正弦波，但这二个窄脉冲电压对时间的积分相等，或者说它们的面积相等。
当这三个窄脉冲分别作用在只有惯性的同一环节上时，其输出响应基本相同。
因此，冲量等效原理也可以称为面积等效原理。
从数学角度进行分析，对上图1所示的三个窄脉冲电压波形进行傅里叶变换，则其低频段的特性非常相近，仅在高频段有所不同，而高频段对于具有惯性负载的电路影响非常小。
由此进一步证明了面积等效原理的正确性。
2. 脉冲宽度调制技术依据面积等效原理，在电路中可以利用低端电源开关或高端电源开关，以一定频率的导通和截止连续切换，使电源电压U i以一系列等幅脉冲(或称为矩形波)的形式加载到负载上，加载在负载上的电源电压Uo波形如图2所示。
图2所示的矩形波的电压平均值：此式表明在一个脉冲周期内，电压的平均值与脉冲的占空比是成正比的，于是，可以通过改变脉冲的占空比来调整加载到负载上的电压大小。
当占空比小时，加载到负载上的平均电压就低，即加载到负载上的功率小；而占空比大时，加载到负载上的平均电压就高，加载到负载上的功率大。
这种通过等幅脉冲调节负载平均电压及功率的方法称为脉冲宽度调制，也称为斩波控制。
采用脉冲宽度调制方式为负载供电，由于供电电压是脉动的，势必会产生出各种谐波。
PWM的名词解释
PWM的名词解释PWM，即脉宽调制（Pulse Width Modulation），是一种在电子工程领域中常见的技术。
它在控制电子设备中功率输出以及速度调节等方面有着广泛应用。
一、什么是PWM？脉宽调制是一种控制技术，通过改变信号的脉冲宽度来控制电路输出的电平。
在PWM中，理论上电路输出总是以高低电平交替出现，但通过改变高电平和低电平之间的脉冲宽度，可以控制电路输出的平均电压或平均功率。
脉宽调制最常见的一种形式是矩形脉冲波，它由固定的周期和可调节的脉冲宽度组成。
脉冲宽度的调节可以在一定的周期内不断变化，从而实现对输出信号的控制。
二、PWM的原理PWM技术的核心原理是基于周期性的脉冲信号。
当脉冲的宽度增加时，电路输出的平均值也会相应增加。
换句话说，脉冲宽度越宽，输出的功率或电压就越高，而脉冲宽度越窄，输出的功率或电压就越低。
具体来说，PWM技术通过不断改变脉冲信号的高电平时间和低电平时间的比例来控制输出信号。
这样做的好处是可以在保证信号稳定性的前提下，精确地调节输出的平均电压或平均功率。
三、PWM的应用领域1. 电机控制：PWM技术广泛应用于电机控制领域。
通过改变PWM脉冲的宽度，可以调节电机的转速。
例如，调速风扇、电动车等就是利用PWM技术来控制电机转速的典型应用。
2. LED调光：PWM技术在LED照明领域也有重要应用，可以通过改变PWM 信号的脉冲宽度来控制LED灯的亮度。
这种方式相对于传统的电阻调光，具有更高的效率和更精确的调节范围。
3. 电源管理：PWM技术在电源管理中也扮演着重要角色。
通过PWM控制器可以实现高效、稳定的电源输出，弥补传统的线性稳压电路的不足。
4. 音频放大：PWM技术也常被应用于音频系统中。
通过控制PWM脉冲的宽度和频率，可以达到高保真度的音频放大效果。
四、PWM的优点与局限性1. 优点：- 精确控制：通过改变脉冲宽度和周期，可以实现对输出信号的精确控制，使其满足特定要求。
pw脉宽调制
任务名称：PW脉宽调制一、引言PW脉宽调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）是一种常用的数字控制技术，广泛应用于电子设备、电机驱动、通信系统等领域。
本文将全面探讨PW脉宽调制的原理、应用以及优缺点，帮助读者深入理解该技术。
二、PWM原理2.1 基本概念PW脉宽调制是通过调整信号的脉冲宽度来改变电压或功率等物理量的控制技术。
它采用数字信号来驱动模拟信号，通过周期性的脉冲信号，控制目标物理量的平均值。
2.2 PWM信号生成1.基于定时器的PWM生成: 定时器可以定期产生脉冲信号，PWM信号的占空比通过调整定时器的计数器值来实现。
–步骤1: 初始化定时器的计数器和预设值。
–步骤2: 开始计数，并与预设值进行比较。
–步骤3: 当计数器值小于预设值时，输出高电平；当计数器值大于预设值时，输出低电平。
–步骤4: 重复步骤2和步骤3，实现周期性的PWM信号输出。
2.基于比较器的PWM生成: 通过比较器将模拟信号与参考电压进行比较，产生PWM信号。
–步骤1: 将模拟信号与参考电压输入到比较器。
–步骤2: 比较器将模拟信号与参考电压进行比较，并输出PWM信号。
三、PWM的应用3.1 电子设备1.直流电源: PWM可以用于直流电源的电压调节，控制输出电压的稳定性和效率。
2.LED灯光控制: 通过PWM调节LED的亮度，实现灯光的亮度调节和颜色混合。
3.伺服电机控制: PWM信号可以用于控制电机的转速和运动方向。
3.2 电机驱动1.直流电机控制: PWM可以用于直流电机的速度调节和逆变器的控制。
2.步进电机控制: 通过PWM信号控制步进电机的步进角度，实现精确的位置控制。
3.3 通信系统1.无线通信: PWM技术可以用于无线通信系统的调制与解调，提高通信信号的质量。
2.数字音频: PWM可以用于数字音频信号的解码和重构，实现高保真音频输出。
四、PWM技术的优缺点4.1 优点1.高效能: PWM技术通过调整信号的占空比，减少了能量的损耗，提高了系统的能效。
脉宽调制
脉宽调制[浏览次数：158次]
脉宽调制（Pulse Width Modulation简称PWM）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。
目录
∙脉宽调制变频电路的特点
∙脉宽调制的原理
∙脉宽调制的典型电路图
∙脉宽调制技术的分类
∙脉宽调制的典型应用
脉宽调制变频电路的特点
∙ 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。
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。
电力电子第6章 脉宽调(PWM)技术
O
u UN'
Ud
2
O
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Ud 2
u VN'
Ud
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Ud 2
u WN'
Ud
2
O
u UV Ud
O -Ud u UN
O
?t ?t ?t ?t
?t
2Ud
Ud
3
3
?t
图6-8 三相桥式PWM逆变电路波形
死区时间的长短主要由开关器 件的关断时间决定。
工作时V1和V2通断互补， V3和V4通断也互补。
以uo正半周为例，V1通， V2断，V3和V4交替通断。
负载电流比电压滞后，在 电压正半周，电流有一段 区间为正，一段区间为负。
负载电流为正的区间，V1 和V4导通时，uo等于Ud 。
图6－4 单相桥式PWM逆变电路
6-14
6.2.1 计算法和调制法
图6－4 单相桥式PWM逆变电路
6-15
6.2.1 计算法和调制法
3）单极性PWM控制方式（单相桥逆变）
在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。
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 。
O
wt
当 ur<uc 时 使 V4 断 ，
V3通，uo=0 。
uo
uof uo
Ud
O
wt
-Ud
图6-6 双极性PWM控制方式波形
6-17
u
uc
ur6.2.1
脉宽调制工作原理
脉宽调制工作原理
脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种电子电路中常用的调制技术，它通过改变脉冲信号的宽度来实现对输出信号的控制。
脉宽调制广泛应用于电源控制、电机控制、音频信号处理等领域。
脉宽调制的工作原理如下：首先，输入信号通过一个比较器和一个三角波发生器进行比较，产生一个宽度可调的方波信号。
比较器将输入信号与三角波进行比较，根据比较结果切换方波信号的状态。
接下来，通过改变三角波的周期或幅值，可以改变方波信号的频率或占空比。
频率是指方波信号周期的倒数，而占空比则表示方波信号的高电平时间与周期时间的比值。
最后，将调制后的方波信号通过滤波电路，去除高频成分和噪声，得到平滑的模拟输出信号。
脉宽调制的优点是具有高效率和精确度高的特点。
通过改变占空比，可以调节输出信号的平均功率。
同时，脉宽调制技术还具有抗干扰能力强、控制精度高、适应性强等优点。
总之，脉宽调制是一种通过改变脉冲信号的宽度来实现对输出信号的控制的技术。
它是一种高效、精确、抗干扰能力强的调制方法，在众多应用领域中得到广泛应用。
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。
脉冲宽度调制(PWM)和正弦波脉宽调制(SPWM)变频技术简介
变频技术之PWM调制技术与SPWM调制技术详解变频技术通过改变电力信号的频率来调节电动机、压缩机和其他电气设备的运行速度。
在实际应用中，变频器是变频技术的核心装置，而脉冲宽度调制（PWM）技术和正弦波脉宽调制（SPWM）技术是实现变频器控制的重要手段。
什么是PWM调制技术PWM调制技术通过控制脉冲信号的宽度，实现对输出电压的调节。
在变频技术中，PWM被广泛应用于变频器中，以控制电动机的速度和转矩输出。
通过改变脉冲信号的占空比（脉冲宽度与周期之比），可以实现对电动机的精确控制。
当需要增大输出电压时，增加脉冲信号的宽度；当需要减小输出电压时，减小脉冲信号的宽度。
这种方式使得电动机可以在不同负载条件下保持稳定的转速和扭矩输出。
同时，PWM调制技术还具有响应快、控制精度高、效率高等优点，被广泛应用于各种电力控制系统中。
PWM调制波形如图1所示：图1PWM调制波形PWM技术具有以下优点：高效性：由于PWM技术可以通过调整脉冲宽度来控制电机的输出电压和频率，因此可以实现电机在不同负载条件下的高效运行。
通过减小电机额定电压，PWM技术可以降低电机的功耗，提高整体效率。
精确控制：PWM技术具有响应速度快、控制精度高的特点。
通过微调脉冲宽度和周期，可以实现对电机转速和扭矩的精确调节，满足不同应用的需求。
减少机械冲击：PWM技术可以实现电机的软启动和软停止，减少了机械系统的冲击和磨损，延长了设备的使用寿命。
尽管PWM技术具有许多优点，但也存在一些局限性：谐波问题：PWM技术在产生脉冲信号时会引入谐波成分，可能对电力网络和其他设备造成干扰。
为了减少谐波，需要采取滤波和抑制措施，增加了系统的复杂性和成本。
开关损耗：PWM技术使用高频开关装置，开关的频繁操作会产生开关损耗。
这些损耗会转化为热能，需要适当的散热系统来冷却电路。
EMI干扰：由于高频开关操作，PWM技术可能会产生电磁干扰（EMI），对周围的电子设备和无线通信系统造成干扰。
简述直流伺服电动机脉宽调制的工作原理。
直流伺服电动机是一种常见的驱动设备，其工作原理中涉及到脉宽调制技术。
脉宽调制（PWM）是一种控制技术，通过控制开关器件的导通时间来调节电源的输出电压，从而实现对电动机的精确定位和速度控制。
1. PWM技术的基本原理脉宽调制技术是指通过改变开关器件（一般为晶闸管、场效应管等）的导通时间来改变电源输出的电压。
在PWM控制中，开关器件以一定的频率开关，每次开关的持续时间称为脉宽，而开关的频率称为调制频率。
通过改变脉宽和频率，可以实现对输出电压的精确控制。
2. 直流伺服电动机的PWM调制原理直流伺服电动机通常由电源模块、控制器和电动机三部分组成。
在PWM调制中，控制器通过对电源模块输出的脉冲信号进行调制，控制电动机的转速和方向。
3. PWM调制在直流伺服电动机中的应用在实际控制中，通过改变PWM信号的占空比（即脉宽与周期的比值），可以控制电动机的转速和输出扭矩。
当占空比增大时，输出电压也随之增大，电动机转速也随之增加。
反之，占空比减小，则输出电压减小，电机转速下降。
通过对PWM信号的调制，可以实现对电动机速度和扭矩的精确控制。
4. PWM调制的优势和应用相对于其他调制方式（如调幅、调频等），PWM调制具有响应速度快、精确度高、效率高等优点，因此在工业控制领域得到广泛应用。
在直流伺服系统中，PWM技术能够有效地实现对电动机的精准控制，提高系统的稳定性和可靠性。
总结：通过脉宽调制技术，直流伺服电动机能够实现精确的速度和扭矩控制，从而广泛应用于工业控制系统中。
深入理解和掌握PWM调制原理，对于工程师和技术人员来说具有重要意义，可以为工业自动化领域的发展提供有力支持。
脉宽调制（PWM）技术作为一种控制技术，已广泛应用于各种电力电子设备中，其中包括直流伺服电动机。
通过对脉宽和频率的调节，PWM技术能够实现对电动机的精确控制，使其在工业生产中发挥关键作用。
在直流伺服电动机中，PWM技术的应用十分重要。
电动机的速度和扭矩控制直接关系到工业自动化系统的性能与稳定性，而PWM技术正是实现这一控制的关键。
pwm脉宽调制原理
pwm脉宽调制原理一、什么是PWM调制PWM（Pulse Width Modulation）脉宽调制是一种常用的模拟信号生成技术。
通过改变信号的脉冲宽度，来实现对电源电压、电流等参数的控制。
二、PWM调制的原理1.脉冲宽度的定义：PWM信号由一系列周期性的方波组成，每个方波的宽度决定了该脉冲的宽度。
2.调制信号和载波信号：PWM调制通常由两个信号组成，一个是调制信号，另一个是载波信号。
调制信号是要传输的信息信号，载波信号是一定频率的方波信号。
3.PWM的生成过程：通过将调制信号与载波信号相互比较，得到输出的PWM信号。
如果调制信号大于载波信号，输出高电平；如果调制信号小于载波信号，输出低电平。
三、PWM调制的应用1.电机控制：PWM调制广泛应用于电机控制领域。
通过改变PWM信号的脉冲宽度，可以调整电机的转速和转矩。
2.LED调光：通过改变PWM信号的脉冲宽度，可以实现对LED灯的亮度控制。
3.音频处理：PWM调制在音频处理中也有应用。
通过对音频信号进行PWM调制，可以实现音频的数字化处理。
4.电源控制：PWM调制可以用于电源的开关控制，通过调整脉冲宽度，可以控制电源的输出电压和电流。
四、PWM调制的优点1.高效性：由于PWM调制信号是脉冲信号，功率损耗相对较小，可以提高效率。
2.精确性：PWM调制可以精确控制输出信号的电平和占空比，实现精细的控制。
3.方便性：PWM调制的控制电路相对简单，容易实现。
五、PWM调制的缺点1.噪音问题：PWM调制会引入高频噪音，对于某些应用场景可能会产生干扰。
2.精度问题：PWM调制的精度受到调制信号分辨率和载波频率限制。
3.输出纹波：PWM信号的脉冲宽度变化可能导致输出信号的纹波。
六、PWM调制的实现方法1.电子元件实现：PWM调制可以通过逻辑门电路、计数器和触发器等电子元件来实现。
2.微控制器实现：现代的微控制器内部通常已经集成了PWM模块，可以直接使用微控制器来实现PWM调制。
脉宽调(PWM)技术
O
u
> ωt
冲量相等，中点重合 宽度按正弦规律变化
ωt
O
u
u
SPWM波
O
ωt
O
> ωt
6.1 PWM控制的基本思想
对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM波形
Ud O -U d
wt
正弦波还可等效为下图中的PWM波，在实际应用中更为广泛。
U
d
等幅PWM波
O
-
wt
U
d
U
o
ωt
不等幅PWM波
6.2 PWM逆变电路及其控制方法
Uo
wt
uo
负 周 半
uo的基波分量
wt
在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断
ur正半周，V1保持通，V2保持断。 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。
O -U d
单极性PWM控制方式波形
6.2.1 计算法和调制法
分析以双极性SPWM波形为准。 同步调制可看成异步调制的特殊情况，只分析异步调制 方式。 分析方法
以载波周期为基础，再利用贝塞尔函数推导出PWM波 的傅里叶级数表达式。
尽管分析过程复杂，但结论简单而直观。
6.2.4 PWM逆变电路的谐波分析
谐波分析小结 三相和单相比较，共同点是都不含低次谐波，一个较显著
6.2.6 PWM逆变电路的多重化
PWM多重化逆变电路，一般目的：提高等效开关频率、减少开关损耗、 减少和载波有关的谐波分量 PWM逆变电路多重化联结方式有变压器方式和电抗器方式
利用电抗器联接的二重PWM逆变电路（图6-20，图 6-21)
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。
电力电子技术中的PWM调制技术是什么
电力电子技术中的PWM调制技术是什么在电力电子技术领域中，脉宽调制（PWM）技术是一种常用的调节电压或电流的方法。
PWM技术通过改变电压或电流的占空比（即高电平与总周期的比值）来实现对输出的调整。
本文将介绍PWM调制技术的基本原理及其应用。
一、PWM调制技术的基本原理PWM调制技术的基本原理是通过调节信号的脉冲宽度来控制输出电压或电流的大小。
PWM信号通常由一个固定频率的基准信号和一个可变宽度的调制信号叠加而成。
根据调制信号的宽度，可以将基准信号分为高电平和低电平两部分，从而实现对输出信号的控制。
PWM调制技术的原理可以通过以下公式来表示：V_avg = (D/T) * V_ref其中，V_avg表示输出电压（或电流）的平均值，D表示调制信号的脉冲宽度，T表示基准信号的周期，V_ref表示基准电压（或电流）。
通过调整调制信号的占空比D/T，可以实现对输出信号的精确控制。
当D/T=0时，输出信号的平均值为0；当D/T=1时，输出信号的平均值等于基准信号的幅值。
通过改变D/T的值，可以在这两个极限之间调节输出信号的大小。
二、PWM调制技术的应用1. 电力转换器在电力转换器中广泛应用PWM调制技术。
通过PWM技术，可以精确控制电力转换器的输出波形，以满足不同的需求。
例如，在直流-交流变换器（DC-AC）中，PWM技术可以用来实现对输出交流电压的频率和幅值的调节。
在交流-直流变换器（AC-DC）中，PWM技术可以用于实现对输出直流电压的稳定控制。
2. 变频驱动器PWM调制技术也被广泛应用于变频驱动器中。
变频驱动器通过调节电机的频率和电压，实现对电机转速的控制。
PWM技术可以精确地控制电机供电的电压和频率，从而实现对电机转速的调节。
这种调制方法可以提高电机的效率和响应速度。
3. LED调光在LED照明领域，PWM调制技术被用于实现LED的调光。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制LED的亮度。
由于LED的亮度与电流的关系是非线性的，PWM调制技术可以提供更精确的亮度控制，而且可以降低功耗。
脉宽调制技术
脉宽调制技术
1PWM调制技术
PWM（脉宽调制）调制技术是一种用电脉冲模拟技术控制电机，发
电机，变频器等设备的模拟控制方式。
PWM控制系统，通过比较模拟信号与一定的比较基准信号，通过改变脉冲宽度来调节被控制的系统，
从而达到调节的目的。
2 工作原理
PWM调制的工作原理：在PWM调制中，定义了一个称为“主脉冲”的定时时间为T，又定义了一个控制脉冲的定时时间t，t的取值时间
为从0到T的一个范围，当t取值时间为0时，即控制脉冲宽度为0时，被控制信号的值输出为0；当t取值时间为T时，即控制脉冲宽度为最大时，被控制信号的值也为最大；当t取值时间大于0小于T时，被控制信号也可以取到不同的大小。
3 特点
PWM调制有很多优点，包括低成本，简单操作，可靠性高，噪声小，失控时抗干扰能力强等等，它是目前常用的调节技术，非常适合用于
需要大的电流或电压的系统。
4 应用
PWM调制应用非常广泛，其最常用的应用如变频器与电机控制，能提供自动调节的调速，并用于气动控制和电控制系统，空调自动控制，
模拟电路驱动等等。
此外，PWM调制技术还可用于防火报警控制，节能调节，照明照度调节，自动变化控制，可组合各种软件和半导体器件，以提供一种适用，简单，可靠的电源控制系统。
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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
V 0*为一定范围的任意数
注：
V 0*取常数（如V i ）时，Vag 和Vbg 的驱动波形
可以设计。
例：
V ab *取0.5V i ， V 0*取V i
V ag 取0.75V i ， V bg 取0.25V i
a 桥臂上管
b 桥臂下管
b 桥臂上管a 桥臂下管4.5 4.5 SVPWM
SVPWM 的原理及实现V 0*取其他值会怎样？ V 0*有没有一个取值原
则？
4.5 4.5 SVPWM
SVPWM 的原理及实现三相逆变器结构特点
结构特征：3个桥臂
电路特征：()ng ag bg cg 3V 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8种开关状态，—S a S b ：000，001，010，
011， 100，101，110，111。
结构特点
�
三个桥臂电压V ag 、 V bg 和V cg 分别独立可控——控制存在三个自由度；�由于连接了负载，输出电压V an 、 V bn 和V cn 存在耦合关系——只有两个自由度。
开关状态与桥臂电压的关系
如何分析三维桥臂电压和两维输出电压之间的联系？
几何分析方法
矢量空间
�
桥臂电压构成三维空间，三个自由度分别代表三个垂直方向——桥臂电压空间；
�
输出电压只有两个自由度，构成两维空间——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(000)，(111)形成的两个桥臂电压——对应一个输出电压矢量点(V an , V bn , V cn )= (0,0,0)。
这一投影具有唯一性
投影关系
4.5 4.5 SVPWM
SVPWM 的原理及实现an ag bn bg cn cg 21111213112V V V V V V ⎡⎤
−−⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=−−⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−−⎣⎦⎣⎦⎣⎦
()ng ag bg cg 3
V V V V =++根据实际
情况自动调整投影比例
开关状态与输出电压的关系
解耦投影关系
4.5 4.5 SVPWM
SVPWM 的原理及实现112
2d an 3
3q bn 221110cn 2
2
21203V V V V V V −−⎡⎤⎡⎤
⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=−⎢
⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦
V 0是零序电压
⎤ag
开关状态与电压矢量的关系电压矢量的空间位置
电压
轨迹
三相SVPWM 思想—3号扇区为例4466460
sref TV T V T V T T T T ⎧=+⎪⎨
=++⎪⎩06
64
40
cos30tg60s s s T V V T T V V x T V x βαβ⎧=⎪⎪⎪=+⎨⎪⎪=⎪⎩
4DC DC 6DC 33
223s s s T T
T V V V V T T V
V αββ⎧⎛⎞=−⎪⎜⎟⎪⎝⎠⎨
⎪=⎪⎩
sref V 的合成：
由 、 、 、 合成。
0V 6V 4V 7
V 相邻矢量
零矢量
合成构思：T 0为0或7矢量 工作时间
4.5 4.5 SVPWM
SVPWM 的原理及实现
30
u u αβ−=。