电流滞环控制pwm
滞环控制
电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术的仿真桂寒 120100068摘要：电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术的仿真所采用的器件简单，利用simulink工具分析了在电流跟踪控制中采用滞环宽度并讨论了滞环宽度与开关频率和控制精度之间的关系，给出了各波形。
关键词：电流滞环控制 脉宽控制 滞环宽度控制法 1. 前言 2.应用PWM 控制技术的变压变频器一般都是电压源型的，它可以按需要方便地控制其输出电压，为此前面两小节所述的PWM 控制技术都是以输出电压近似正弦波为目标的。
但是，在电流电机中，实际需要保证的应该是正弦波电流，因为在交流电机绕组中只有通入三相平衡的正弦电流才能使合成的电磁转矩为恒定值，不含脉动分量。
因此，若能对电流实行闭环控制，以保证其正弦波形，显然将比电压开环控制能够获得更好的性能。
2. 电流滞环跟踪控制原理2.1 单相电流滞环控制原理常用的一种电流闭环控制方法是电流滞环跟踪 PWM （Current Hysteresis Band PWM ——CHBPWM ）控制，具有电流滞环跟踪 PWM 控制的 PWM 变压变频器的A 相控制原理如1图所示。
图1 电流滞环跟踪控制的A 相原理图图中，电流控制器是带滞环的比较器，环宽为2h 。
将给定电流 *a i 与输出电流 a i 进行比较，电流偏差 ∆ a i 超过时 ±h ，经滞环控制器HBC 控制逆变器 A 相上（或下）桥臂的功率器件动作。
B 、C 二相的原理图均与此相同。
采用电流滞环跟踪控制时，变压变频器的电流波形与PWM 电压波形示于图6-23。
⏹ 如果， a i < *a i ， 且*a i - a i ≥ h ，滞环控制器 HBC 输出正电平，驱动上桥臂功率开关器件V1导通，变压变频器输出正电压，使a i 增大。
当增长到与*a i 相等时，虽然滞环比较器的输入信号的符号发生了变化，但HBC 仍保持正电平输出，保持导通，使a i 继续增大 ⏹直到达到a i = *a i + h ， a i = –h ，使滞环翻转，HBC 输出负电平，关断V1 ，并经过延时后驱动V4，直到电流的负半周V4才能导通。
滞环控制
电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术的仿真桂寒 120100068摘要:电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术的仿真所采用的器件简单,利用simulink 工具分析了在电流跟踪控制中采用滞环宽度并讨论了滞环宽度与开关频率与控制精度之间的关系,给出了各波形。
关键词:电流滞环控制 脉宽控制 滞环宽度控制法 1. 前言 2.应用PWM 控制技术的变压变频器一般都就是电压源型的,它可以按需要方便地控制其输出电压,为此前面两小节所述的PWM 控制技术都就是以输出电压近似正弦波为目标的。
但就是,在电流电机中,实际需要保证的应该就是正弦波电流,因为在交流电机绕组中只有通入三相平衡的正弦电流才能使合成的电磁转矩为恒定值,不含脉动分量。
因此,若能对电流实行闭环控制,以保证其正弦波形,显然将比电压开环控制能够获得更好的性能。
2、 电流滞环跟踪控制原理2、1 单相电流滞环控制原理常用的一种电流闭环控制方法就是电流滞环跟踪 PWM(Current Hysteresis Band PWM ——CHBPWM)控制,具有电流滞环跟踪 PWM 控制的 PWM 变压变频器的A 相控制原理如1图所示。
图1 电流滞环跟踪控制的A 相原理图图中,电流控制器就是带滞环的比较器,环宽为2h 。
将给定电流 *a i 与输出电流 a i 进行比较,电流偏差 ∆ a i 超过时 ±h ,经滞环控制器HBC 控制逆变器 A 相上(或下)桥臂的功率器件动作。
B 、C 二相的原理图均与此相同。
采用电流滞环跟踪控制时,变压变频器的电流波形与PWM 电压波形示于图6-23。
⏹ 如果, a i < *a i , 且*a i - a i ≥ h ,滞环控制器 HBC 输出正电平,驱动上桥臂功率开关器件V1导通,变压变频器输出正电压,使a i 增大。
当增长到与*a i 相等时,虽然滞环比较器的输入信号的符号发生了变化,但HBC 仍保持正电平输出,保持导通,使a i 继续增大 ⏹直到达到a i = *a i + h , a i = –h ,使滞环翻转,HBC 输出负电平,关断V1 ,并经过延时后驱动V4,直到电流的负半周V4才能导通。
PWM整流器是什么？及PWM整流器控制原理
PWM整流器是什么？及PWM整流器控制原理电子元器件是推动国民经济发展的重要因素之一，然而在这个电子科技技术日新月异的时代，消费者对电子类的产品需求更是呈现出的多元化发展趋势，同时产品对电子元器件的性能有了更高的要求。
而作为被广泛应用的PWM整流器也不例外。
那么什么是PWM整流器？及PWM整流器控制原理是什么？华强北IC代购网为你一一解答。
PWM整流器是什么随着功率半导体开关器件技术的进步，电力电子变流装置得到飞速的发展，从而衍生出了以脉宽调制（PWM）为基础的各类变流装置，例如变频器、逆变电源、高频开关电源等。
经过几十年的研究与发展，PWM整流器技术已日趋成熟。
根据其能量是否可双向流动从而派生出可逆PWM整流器和不可逆PWM整流器；而其拓扑结构从最初的单向、三相电路发展到多相组合以及多电平拓扑电路；在控制开关方面，软开关调制逐渐开始代替单纯的硬开关调制；其功率等级从千瓦级发展到兆瓦级。
PWM整流器基本控制原理PWM整流器的控制目标有两个：一是使直流侧输出电压稳定；二是使交流侧输入功率因数为1或可控。
为了方便大家查阅，华强北IC代购网对PWM整流器基本控制原理归纳出以下几点：1、直接电流控制依据PWM整流器的动态方程，直接电流可对瞬时电流的波形进行高精度的控制，具有很好的动态性能，并且能够有效的防止过载和实现过流保护。
另一方面，直接电流控制对PWM整流器的控制都是采用双向闭环控制，通过直流母线电压的调节得到交流电流的电值，从而达到减小误差和产生调制的作用。
优点：良好的动态性能、高精度、低误差。
2、间接电流控制间接电流控制也成为幅相控制，通过控制整流桥交流侧击波电压的幅度值达到控制输入PWM整流器电流的目的。
与直接电流控制不一样，间接电流控制是通过开环实现对输入电流进行控制。
优点：成本低、结构简单；缺点：较大电流超调、电流震荡剧烈。
3、预测电流控制预测电流控制其本质就是采用模型误差反馈校正，根据PWM整流器实际电流的误差和电路参数等信息，计算出合适的电压矢量。
开关电源PWM的五种反馈控制模式
一、引言PWM开关稳压或稳流电源基本工作原理就是在输入电压变化、内部参数变化、外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件的导通脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流等被控制信号稳定。
PWM的开关频率一般为恒定，控制取样信号有：输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。
由这些信号可以构成单环、双环或多环反馈系统，实现稳压、稳流及恒定功率的目的，同时可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。
对于定频调宽的PWM闭环反馈控制系统，主要有五种PWM反馈控制模式。
下面以VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例说明五种PWM反馈控制模式的发展过程、基本工作原理、详细电路原理示意图、波形、特点及应用要点，以利于选择应用及仿真建模研究。
二、开关电源PWM的五种反馈控制模式1. 电压模式控制PWM (VOLTAGE-MODE CONTROL PWM)：如图1所示为BUCK降压斩波器的电压模式控制PWM反馈系统原理图。
电压模式控制PWM是六十年代后期开关稳压电源刚刚开始发展起就采用的第一种控制方法。
该方法与一些必要的过电流保护电路相结合，至今仍然在工业界很好地被广泛应用。
电压模式控制只有一个电压反馈闭环，采用脉冲宽度调制法，即将电压误差放大器采样放大的慢变化的直流信号与恒定频率的三角波上斜波相比较，通过脉冲宽度调制原理，得到当时的脉冲宽度，见图1A中波形所示。
逐个脉冲的限流保护电路必须另外附加。
主要缺点是暂态响应慢。
当输入电压突然变小或负载阻抗突然变小时，因为有较大的输出电容C及电感L相移延时作用，输出电压的变小也延时滞后，输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后，才能传至PWM比较器将脉宽展宽。
这两个延时滞后作用是暂态响应慢的主要原因。
图1A电压误差运算放大器（E/A）的作用有三：①将输出电压与给定电压的差值进行放大及反馈，保证稳态时的稳压精度。
单相逆变器三态滞环电流跟踪PWM控制研究
单相逆变器三态滞环电流跟踪 !"# 控制研究
$ 解得电感电流
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&% 单相逆变器滞环电流控制原理
单相逆变器的主电路结构如图 ! 所示，逆变器 中的 ! 和 " 分别为回路总电感和回路电阻，是简 化后的负载。滞环电流控制的基本思想是对逆变
图 !# 单相逆变器主电路结构
工作 （ 严格意义上的周期也是等于给定电流的周 — (’ —
电气应用 !""# 年第 !$ 卷第 %& 期
期） 。需要注意的是图 $ 是夸张的画法，实际上在 每个正弦的半周里电压脉动次数要多得多，真实的 开关情况在后续的仿真里给出。用这种开关逻辑可 以使开关损耗降到最低，并且和文献 ［ % ］ 中的三 态滞环开关逻辑具有相同的电流跟踪效果，不足之 处是 &% 和 &$ 的最高工作频率比文献 ［ % ］ 的要高 和常规滞环控制相当。最大的工作频率 ! ’() 可以用 " *+ , - #$ 进行估算。 !" #$ 电感电流和能量关系 在本文设计的控制方案中，如果负载具有反电 动势性质的负载 （ 电动机负载，电网等） ，则在续 流期间电感端电压即为负载反电动势，此时电感的 选择和两态滞环电流区别不大，文献 ［ . ］ 做了详 尽的分析。如果负载为无源则电感的放电曲线对滞 环跟踪影响很大，选择不当会使跟踪失败。在电感 续流期间 （ " /0 1 2 ） ，电感电流响应实际上是一个 零输入响应。记 %2 为电感初始电流值，由电路知 识可以得到如下的微分方程 — /. —
几种PWM控制方法
几种PWM控制方法引言采样控制理论中有一个重要结论：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。
PWM控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。
直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。
随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM 控制技术获得了空前的发展。
到目前为止，已出现了多种PWM控制技术，根据PWM控制技术的特点，到目前为止主要有以下8类方法。
1 相电压控制PWM1.1 等脉宽PWM法[1]VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用PAM（Pulse Amplitude Modulation）控制技术来实现的，其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。
等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的，是PWM法中最为简单的一种。
它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。
相对于PAM法，该方法的优点是简化了电路结构，提高了输入端的功率因数，但同时也存在输出电压中除基波外，还包含较大的谐波分量。
1.2 随机PWM在上世纪70年代开始至上世纪80年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管，载波频率一般不超过5kHz，电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。
基于电流滞环跟踪型PWM逆变器的异步电动机间接矢量控制
０ 引 言
矢量 控制 算法实 现 了异步 电动机 转矩 和磁 通
能不 仅受 电机 转 子参 数 的影 响 ， 还 受 电机定 子 参
数 的影 响 ， 导 致 系统 的鲁 棒性 变 差 。 （ ２ ）由于 电 动机 为感性 负载 ， 采用 输 出电压作 为被控 量 ， 负载 电流和转矩 不 能得到快 速 响应 。利 用 电流滞 环跟 踪 的 电流 型 Ｐ ＷＭ 逆 变 器 可有 效 克 服 上 述 缺 点 。
２ ０ ０ ０ ９ ３ ；
２ ．上 海 电器科 学研 究所 （ 集 团） 有 限公 司 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ６ ３ ）
摘 要： 介绍了电流滞环 跟踪 型 Ｐ ＷＭ逆变器 的控制方式 ， 分析 了其在 电动机矢量控制应用 中的优点 ； 结
合 异 步 电 动机 间接 矢 量 控 制 的思 想 ， 在 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ环 境 下 建立 了基 于 电流 滞 环 跟 踪 型 Ｐ ＷＭ 逆 变 器 的
ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｗａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ，ｔ ｈ ｅ ｎ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｉ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｆ ｏ ｒ ａ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ，ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｏ ｆ ａ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ
三相滞环pwm电流控制器的相关元器件介绍
三相滞环pwm电流控制器的相关元器件介绍三相滞环PWM电流控制器是一种广泛用于各种电力系统中的控制器，主要用于调节和控制电力系统中的三相电流。
在现代电力系统中，三相电流控制器扮演着非常重要的角色，可以有效地实现电力系统的稳定运行和功耗控制。
本文将介绍三相滞环PWM电流控制器的相关元器件，包括功率管、电感、电容、控制芯片等。
1.功率管功率管是三相滞环PWM电流控制器中非常重要的元器件之一，它主要用于控制电流的开关和导通。
在三相滞环PWM电流控制器中，通常会采用MOSFET、IGBT等功率管作为开关器件，这些功率管能够在较高频率下进行快速的导通和关断，从而实现对电流的精确控制。
同时，功率管还具有较低的导通压降和较小的开关损耗，能够提高系统的效率和稳定性。
2.电感电感是另一个重要的元器件，它主要用于储存能量和平滑电流。
在三相滞环PWM电流控制器中，通常会采用高频变压器或者电感元件作为电感，通过存储和释放磁能来实现对电流的调节和控制。
电感具有响应速度快、能量损耗小的特点，能够有效地提高电流控制的精确度和稳定性。
3.电容电容是三相滞环PWM电流控制器中的另一个重要元器件，它主要用于平滑电流波形和滤波。
在三相滞环PWM电流控制器中，电容通常会被放置在输出端，用于滤除电流中的高频噪声和谐波，从而保证电流的稳定性和纯度。
同时，电容还具有能量存储和释放的特性，能够提高系统的响应速度和功率密度。
4.控制芯片控制芯片是三相滞环PWM电流控制器中的核心元器件，它主要用于实现电流控制算法和PWM调制。
在现代电力系统中，控制芯片通常会采用数字信号处理器（DSP）或者嵌入式微处理器作为控制芯片，这些控制芯片具有较高的计算性能和灵活的编程能力，能够实现各种复杂的电流控制算法，并且具有良好的抗干扰能力和稳定性。
5.传感器传感器是三相滞环PWM电流控制器中的另一个重要元器件，它主要用于实时监测电流和反馈控制信号。
在电力系统中，通常会采用霍尔传感器或者电流互感器作为传感器，这些传感器能够对电流进行准确的检测和采样，并将检测到的信号传输给控制芯片，从而实现闭环控制和反馈调节。
PWM 整流器电流控制技术
2.3 PWM 整流器电流控制技术由以上对三相PWM 整流器的建模分析可知，PWM 整流器能同时完成直流电压和交流侧电流的控制。
目前，间接电流控制和直接电流控制是VSR 两种主要的控制策略[30]。
间接电流策略简单，不需要进行电流反馈，依据电路关系，通过对整流器交流侧基波电压的控制来控制交流侧电流。
但间接电流控制主要缺点是电流动态响应慢，依赖于电路参数的准确性。
直接电流控制包括：滞环电流控制、固定开关频率电流控制、空间矢量电流控制等，这些策略能够实现电流快速响应，具有较好的动态相应性能。
2.3.1 PWM 整流器间接电流控制技术间接电流控制通过对PWM 整流器交流侧基波电压的控制，实现对交流侧电流的控制，该控制策略无需对交流侧电流进行采样闭环，因而是一种相对简单的VSR 电流控制方案[31]。
设三相对称，以A 相为例，设A 相交流输入电压为E ，交流侧电流为I ，滤波电感为L ，线路电阻为R ，整流器交流侧基波电压为V ，则由戴维南电压定律可得：()j L R ω=++E V I (2-33)当E 、L 、R 确定时，通过PWM 控制VSR 输出的交流侧基波电压V ，便能间接控制交流侧电流I 。
设：()sin()()sin()E t E t I t I t ωωϕ=⎧⎨=+⎩(2-34) 则根据(2-33)式可计算得此时VSR 交流基波电压瞬时表达式为：()sin()sin()sin()2V t E t LI t RI t πωωωϕωϕ=-++-+ (2-35)从而，如果可以控制VSR 交流侧输出式(2-35)所描述的基波电压，则此时交流侧的电流即为()sin()I t I t ωϕ=+。
通过该控制ϕ角值便能实现对功率因素的控制，当ϕ角等于0时，PWM 整流器属于单位功率因数运行状态。
使用SPWM 算法，设三角载波的幅值为±U T ，当载波频率足够高时，可忽略VSR 交流侧的谐波电压，当A 相的调制正弦信号为：()sin()ma m u t U t ωγ=+ (2-36)则与其对应VSR 交流侧基波电压表达式为：()sin()2m dc a TU Uu t t U ωγ=+ (2-37)式中dc U 为VSR 直流侧电压，当三角载波的幅值为±1时，由式(2-36)和式(2-37)可知，只需将所需的交流侧基波电压乘以2dcU ，即可得到该交流侧基波电压所对应的正弦调制信号。
三相滞环pwm电流控制器的元器件介绍
三相滞环pwm电流控制器的元器件介绍三相滞环PWM电流控制器是一种用于电力电子设备控制的常用方法。
以下是该控制器的主要元器件及其功能的介绍。
1.三相交流电源：三相交流电源是三相滞环PWM电流控制器的输入端。
它提供了电力电子设备所需的三相交流电。
通过调节电压和频率，可以控制电力电子设备的输入功率。
2.整流器：整流器的作用是将三相交流电源的交流电转换为直流电。
整流器通常由六个二极管组成，可以将交流电转换为直流电。
3.滤波器：滤波器用于减小整流器输出直流电的脉动和噪声。
常用的滤波器有电容滤波器和电感滤波器。
在三相滞环PWM电流控制器中，通常采用电感滤波器来减小直流电的脉动和噪声。
4.逆变器：逆变器是三相滞环PWM电流控制器的核心组成部分。
它将直流电转换为交流电，并且可以通过调节逆变器的输出频率和电压来控制电力电子设备的输出功率。
在三相滞环PWM电流控制器中，逆变器通常采用晶体管或晶闸管等电力电子开关器件组成。
5.PWM控制器：PWM控制器是三相滞环PWM电流控制器的核心控制部分。
它通过比较输入信号与高频三角波或正弦波的形状来产生PWM脉冲信号，调节逆变器的开关状态，从而控制电力电子设备的输出电流和电压。
在三相滞环PWM电流控制器中，PWM控制器通常采用微处理器或专用集成电路来实现。
6.电流传感器：电流传感器用于检测电力电子设备的输出电流。
在三相滞环PWM电流控制器中，通常采用磁性传感器或电流互感器等来检测输出电流。
检测到的电流信号被送到PWM控制器中，作为控制电流的反馈信号。
7.电压传感器：电压传感器用于检测电力电子设备的输出电压。
在三相滞环PWM电流控制器中，通常采用电压互感器或分压器等来检测输出电压。
检测到的电压信号可以作为控制电压的反馈信号，也可以用于调节逆变器的输出电压。
8.电抗器：电抗器用于限制电流的变化率和调节输出电流的波形。
在三相滞环PWM电流控制器中，通常采用铁芯电抗器和空心电抗器等来限制电流的变化率和调节输出电流的波形。
电流滞环控制pwm
电流滞环控制的三相PWM逆变器仿真11级三班8号XX摘要针对传统的SPWM电压型逆变器的不足，提出采用电流滞环跟踪PWM的逆变器控制方式。
介绍了电流滞环跟踪PWM逆变器的控制原理，对其开关频率进行了数学分析，最后构建模型并进行仿真。
仿真结果表明，此方法效果明显，动态性能好，可保证电流波形好的正弦性。
关键词：电流滞环控制、三相PWM逆变器、开关频率、simulink一、引言三相PWM逆变器中的滞环电流控制因其控制方式简单、易于硬件实现、工作可靠、无跟踪误差、动态响应快等优点，得到了广泛的重视与应用。
PWM(Pulse Width Modulation)控制技术的变压变频器一般都是电压源型的，它可以按需要方便地控制其输出电压，但是在电流电机中，实际需要保证的应该是正弦波电流，因为在交流电机绕组中只有通入三相平衡的正弦电流才能使合成的电磁转矩为恒定值，不含脉动分量。
因此，若能对电流实行闭环控制，以保证其正弦波形，显然将比电压开环控制能够获得更好的性能。
电流滞环跟踪控制方法的精度高，响应快，且易于实现。
但受功率开关器件允许开关频率的限制，仅在电机堵转且在给定电流峰值处才发挥出最高开关频率，在其他情况下，器件的允许开关频率都未得到充分利用。
为了克服这个缺点，可以采用具有恒定开关频率的电流控制器，或者在局部范围内限制开关频率，但这样对电流波形都会产生影响。
二、电流滞环跟踪控制原理2.1电流滞环控制原理常用的一种电流闭环控制方法是电流滞环跟踪PWM (Current Hysteresis Band PWM ——CHBPWM )控制，具有电流滞环跟踪PWM 控制的PWM 变压变频器的A相控制原理如1图所示电流i a进行比较，电流偏差■：i a超过时—h,经滞环控制器HBC控制逆变器A相上（或下）桥臂的功率器件动作。
B、C 二相的原理图均与此相同。
采用电流滞环跟踪控制时，变压变频器的电流波形与PWM电压波形示于图6-23。
采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统
采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统1 前言在电能变换中，作为主动方式的PWM整流器克服了传统二极管或相控整流所引起的大量谐波、功率因数低的缺点，成为目前国内外研究的热点[1]。
电流滞环控制是PWM整流器控制系统中最易实现、最简单的方式，但其开关频率不固定，对电力电子器件性能要求高，开关损耗大，不容易设计输出滤波器[2][3]。
空间电压矢量控制易于数字化实现，直流电压利用率高，输入电流畸变率低，但需要快速微处理器，计算过程复杂[4][5]。
针对以上控制方式的不足，本文提出了一种基于电流滞环的电压矢量控制PWM整流器方法。
它结合二者的优点，采用80C196MC作为控制核心，组成一个以电流滞环控制为内环，输出直流电压控制为外环的控制系统，开关状态输出采用自适应开关逻辑表，不需要计算开关作用时间，过程简单，易实现。
仿真和实验证明了此种控制方式的优点和性能。
2 系统dq数学模型控制所依据的是三相电压型PWM整流器在dq坐标系下的数学模型。
假设电网三相电压对称，且正弦化，即，则数学模型的方程式为：(1) 其中式(1)表明整流器输入电流的分量之间存在耦合，直接控制输入电流需要进行解耦。
同时，需要引入电网电压前馈进行补偿，提高动态性能，但这种方法控制过程复杂，需要解耦处理。
在整流器系统中，有功功率和无功功率之间是解耦的，可以独立进行控制。
本文提出用控制系统有功功率和无功功率方法间接控制dq轴电流分量，不必进行输入电流解耦。
3 控制系统原理根据上述dq坐标系下数学模型，结合电流滞环控制的优点。
设计出采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统，结构方框图如下：图1 电压型PWM整流器电流滞环矢量控制原理Fig.1 Principle of voltage vector-controlled PWM rectifier with current hysteresis 在dq坐标系下，电网电压矢量、电流矢量、电感上电压矢量以及三相电压型PWM整流器交流输入侧电压矢量之间的关系如图(2)所示，其中是落后于的相位角。
电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术MATLAB仿真
交流调速系统仿真实验报告——电流滞环跟踪PWM控制技术专业：电气工程及其自动化班级：11电牵4班姓名：***在班编号：26指导老师：***实验日期：2014年10月4日一、实验名称：电流滞环跟踪PWM（CHBPWM）控制技术。
二、目的及要求了解并掌握电流滞环跟踪PWM（CHBPWM）控制电路的工作原理； 2.掌握MATLAB中对Simulink的使用及构建模块； 3.熟悉掌握用MA TLAB绘图的技巧。
三、实验原理1电流滞环跟踪PWM（CHBPWM）控制电路的原理，如图一所示：图中，电流控制器是带滞环的比较器，环宽为2h。
将给定电流 i*a 与输出电流 ia 进行比较，电流偏差ia 超过时h，经滞环控制器HBC控制逆变器 A相上（或下）桥臂的功率器件动作。
B、C 二相的原理图均与此相同。
如果， ia < i*a ，且i*a - ia ≥ h，滞环控制器 HBC输出正电平，驱动上桥臂功率开关器件V1导通，变压变频器输出正电压，使增大。
当增长到与相等时，虽然，但HBC仍保持正电平输出，保持导通，使继续增大直到达到ia = i*a + h ，ia = –h ，使滞环翻转，HBC输出负电平，关断V1 ，并经延时后驱动V4但此时未必能够导通，由於电机绕组的电感作用，电流不会反向，而是通过二极管续流，使受到反向钳位而不能导通。
此后，逐渐减小，直到时，，到达滞环偏差的下限值，使 HBC 再翻转，又重复使导通。
这样，与交替工作，使输出电流给定值之间的偏差保持在范围内，在正弦波上下作锯齿状变化。
从图 2 中可以看到，输出电流是十分接近正弦波的。
图2给出了在给定正弦波电流半个周期内的输出电流波形和相应的相电压波形。
可以看出，在半个周期内围绕正弦波作脉动变化，不论在的上升段还是下降段，它都是指数曲线中的一小部分，其变化率与电路参数和电机的反电动势有关。
因此，输出相电压波形呈PWM状，但与两侧窄中间宽的SPWM波相反，两侧增宽而中间变窄，这说明为了使电流波形跟踪正弦波，应该调整一下电压波形。
电流滞环比较PWM控制方法探析
假设为防止同一桥臂内两开关器件同时 导通而设置的死区时间可以忽略不计，则当
T1 导通 T2 关断时，
，当 T1 关断
T2 导通时，
由图可得
，
所以
。
在 ic 值小的时候，固定的环宽可能使补偿电 流的相对跟随误差过大;另一方面，在 ic 值大 的时候，固定的环宽又可能使器件的开关频 率过高，甚至超过器件的最高工作频率，最终 造成器件的损坏。针对滞环比较器环宽固定 时的这一缺点，解决的方法是采用定时控制 的瞬时值比较方式，其原理图如下图示。
滞环比较方式硬件电路简单，属于实时 生。但该方式的不足是，补偿电流的跟随误差
控制，电流响应快，对负载的适应能力强。由 是不固定的，如果从波形上看，出现的毛刺会
于不需要载波，所以输出电压中不含特定频 忽大忽小。
率的谐波分量。另外，这种控制方式还可提高
参考文献
直流电压利用率，增大逆变器的输出能力。这 [1]张秀娟等.一种新型的单相统一电能质量
，
这种方法是用一个时钟定时控制的比较
器来代替滞环比较器。每个时钟周期对电流
所以开关周期
偏差判断一次，使得 PWM 信号需要至少一
个时钟周期才会变化一次，则器件的开关频
率最高不会超过时钟频率的一半。这样时钟
信号的频率就限制了器件的最高工作频率，
2 电流滞环比较控制方法的优缺点
从而可以避免器件开关频率过高的情况发
同理
，
系统将将参考补偿电流 i*c 与实际补偿 电流 ic 进行比较，两者之差输入到滞环比较 器中，然后用比较器的输出来控制逆变器的 开关器件。设比较器的滞环宽度为 2h，当实 际电流比参考电流大时，且误差大于 h 时，滞 环比较器输出负电平，驱动开关器件 T1 关 断，T2 导通，使实际电流减小。当减小到与给 定电流相等时，滞环比较器仍保持负电平输 出，T1 保持关断，实际电流继续减小，直到误 差大于 h 时，滞环控制器翻转，输出正电平信 号，开关器件 T1 导通，T2 关断，使实际电流 增大，一直到增大到带宽的上限。以上过程重 复进行，这样 T1 和 T2 交替工作，实际电流与 参考电流的偏差保持在-h-+h 之间，并在给 定电流上下作锯齿状变化，达到跟踪电流的 目的，T1，T2 开关情况具体如下图示。
最新 电流滞环调控方法-精品
电流滞环调控方法1、引言目前，电压型PWM变换器的电流控制方法主要有滞环法[1-10]、三角波比较法[11]、周期采样法[12]和矢量法[13,14]。
三角波比较法的最大优点就是它具有固定的开关频率，但系统响应受其电流反馈稳定性的限制。
周期采样法的优点是简单、易于实现，开关状态转换之间的最小时间受到采样时钟周期的限制，但开关频率并没有明确限制和固定。
矢量法[13-14]的优点是它解决了三相电流控制的解耦问题，但其需要交流电压以及桥臂电感等系统参数信息，且算法复杂，不易实现对指令电流的精确跟踪。
滞环法的优点是简单、易于实现、响应速度快、稳定性好，而且不需要系统参数信息，但该方法开关频率不固定，开关频率可控性差。
由于开关频率不固定，例如用于GTO等低频大功率开关器件组成的变换器时，会产生频率较低且频谱分布较宽的谐波，难以滤除。
文献[1]提出的恒频变环法适用于指令电流变化较小的场合，当指令电流变化较大时跟踪性能下降。
文献[2]提出的变环定频电流控制方案，基于锁相环(PLL)对开关信号锁相，由于锁相同步不易实现，导致定频效果不佳。
文献[3-5]对此提出改进，采用环宽估计，实施前馈控制，但当电流剧烈变化时估计的环宽波动较大，跟踪指令电流精度下降。
文献[6]为自适应滞环控制，但实际可看作具有上下峰值的双峰值电流控制方法，其跟踪指令电流精度低于经典滞环法。
文献[7]提出了利用纹波斜率计算环宽的方法，其环宽同时依赖于纹波的上升和下降斜率，但开关未动作时，两种斜率不可能同时求得，当交流电压和指令电流变化较快时，跟踪指令电流精度下降;同时文献[7]指出由于控制时延，精度也会下降。
文献[8]提出双滞环控制，须同时计算上下两个环宽，由于上下环宽不一致，精度下降。
文献[9]所提变环法只适用于三相三线。
文献[10]提出针对三相三线的平面抛物线环法，纹波电流限制在多个抛物线组成的平面环内，由于抛物线环的特点，能保持开关频率基本恒定，但该方法不适用于包含多种频率的指令电流，且其控制方法过于复杂，产生较大时延。
电流滞环控制PWM逆变器异步电动机的非线性解耦控制系统
电流滞环控制PWM逆变器异步电动机的非线性解耦控制系统
的报告，800字
本报告旨在介绍一种非线性解耦控制系统，该系统可以用于实现电流滞环控制PWM逆变器异步电动机的控制。
研究表明，经过此解耦控制系统控制的电机具有良好的可靠性、准确性和动态特性，非常适合电动机控制应用场景。
本系统由三部分组成：电流滞环控制，PWM逆变控制和解耦控制。
通常情况下，首先采用电流滞环控制来保证有效的负载能量储存和放电，而PWM逆变控制可以实现从直流到交流的转换。
最后，解耦控制结合上述两个控制模块，可以实现更加有效的电机控制。
此外，本解耦控制系统还有一个非线性解耦模块，它可以让系统更加灵活、稳定和准确的控制电动机，同时也能保证最小反应延迟。
通过引入这个模块，可以缩小系统振幅变化范围，并且可以减少电流滞环和PWM逆变器之间的耦合变量，从而大大提高了电机控制的精确性和稳定性。
要完成本解耦控制系统，需要使用一个定制设计的环形控制结构，它可以将具有非线性特性的控制律和系统中非线性解耦模块结合起来；其次，采用电流滞环和PWM逆变器结合的控制结构，可以避免系统失效的风险。
综上所述，本文介绍了一种基于电流滞环控制PWM逆变器异步电动机的非线性解耦控制系统。
实验结果表明，经过此解耦控制系统控制的电机具有良好的可靠性、准确性和动态性能，
能在短时间内达到所需的负载要求，非常适合电动机控制应用场景。
三电平定时滞环PWM电流控制方法
三电平定时滞环PWM电流控制方法许胜;赵剑锋;许杏桃【期刊名称】《电力电子技术》【年(卷),期】2011(045)001【摘要】提出了一种三电平定时滞环PWM电流控制方法.以单相压源整流器(VSR)为例,首先详细分析了在定时滞环电流控制方法下电流跟踪误差较大的原因.在此基础上,就电流变化率dis/dt对电流跟踪误差的影响展开了论述,并从开关调制策略入手,通过增加交流侧输出电压零电平,降低dis/dt,以减小电流跟踪误差.由于基于该方法的单相VSR左、右两个桥臂在交流电源正、负半波峰值附件的两个区间上交替工作,因此功率器件的开关损耗相对较小,使用寿命较长.仿真和实验结论显示,基于三电平定时滞环电流控制方法,VSR电流跟踪误差和电流畸变较小;电流谐波分量的幅值较小,VSR产生的电磁干扰较弱.%A sort of three-level periodic hysteresis current control method is proposed. Firstly, taking single-phase voltage supply rectifier (VSR) for example,the paper analyses the forming reasons of the larger current errors in the control of periodic hysteresis current control. And then,this paper discourses the influences on the current errors from the current changing rate primarily. For reducing the current change rate to minish the current errors,a three-level periodic hysteresis current control method is induced through adding zero voltage levels to the output AC voltage. Based on this method,the left and the right bridges of single-phase VSR work alternately between the two areas closed to the peak values of AC electrical source. Accordingly,the switching loss is lessthan the traditional periodic hysteresis current control method. The simulation and experimental results show that,based of the new method,the current errors are reduced,the harmonic current are depressed distinctly, and accordingly, the electromagnetic interference from the VSR is weakened.【总页数】3页(P62-64)【作者】许胜;赵剑锋;许杏桃【作者单位】东南大学,电气工程学院,江苏,南京,210096;东南大学,电气工程学院,江苏,南京,210096;泰州供电公司,江苏,泰州,225300【正文语种】中文【中图分类】TM921【相关文献】1.一种新的准固定频率滞环PWM电流控制方法 [J], 杨旭;王兆安2.有源电力滤波器不定频滞环SVPWM电流控制方法 [J], 卢锋;田铭兴;朱强化3.基于凌阳SPCE061A的滞环电流跟踪PWM变频调速控制方法 [J], 陈娟4.单相三电平整流器双滞环SVPWM电流控制方法 [J], 袁洁;王耀南5.单相三电平PWM整流器电流解耦控制方法 [J], 黄嘉鹏;张斐因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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电流滞环控制的三相PWM逆变器仿真
11级三班8号XX
摘要
针对传统的SPWM电压型逆变器的不足，提出采用电流滞环跟踪PWM的逆变器控制方式。
介绍了电流滞环跟踪PWM逆变器的控制原理，对其开关频率进行了数学分析，最后构建模型并进行仿真。
仿真结果表明，此方法效果明显，动态性能好，可保证电流波形好的正弦性。
关键词：电流滞环控制、三相PWM逆变器、开关频率、simulink
一、引言
三相PWM逆变器中的滞环电流控制因其控制方式简单、易于硬件实现、工作可靠、无跟踪误差、动态响应快等优点，得到了广泛的重视与应用。
PWM（Pulse Width Modulation）控制技术的变压变频器一般都是电压源型的，它可以按需要方便地控制其输出电压，但是在电流电机中，实际需要保证的应该是正弦波电流，因为在交流电机绕组中只有通入三相平衡的正弦电流才能使合成的电磁转矩为恒定值，不含脉动分量。
因此，若能对电流实行闭环控制，以保证其正弦波形，显然将比电压开环控制能够获得更好的性能。
电流滞环跟踪控制方法的精度高，响应快，且易于实现。
但受功率开关器件允许开关频率的限制，仅在电机堵转且在给定电流峰值处才发挥出最高开关频率，在其他情况下，器件的允许开关频率都未得到充分利用。
为了克服这个缺点，可以采用具有恒定开关频率的电流控制器，或者在局部范围内限制开关频率，但这样对电流波形都会产生影响。
二、电流滞环跟踪控制原理
2.1电流滞环控制原理
常用的一种电流闭环控制方法是电流滞环跟踪PWM（Current Hysteresis Band PWM ——CHBPWM）控制，具有电流滞环跟踪PWM 控制的PWM 变压变频器的A相控制原理如1图所示。
图1 电流滞环跟踪控制的A 相原理图
图中，电流控制器是带滞环的比较器，环宽为2h 。
将给定电流 *a i 与输出
电流 a i 进行比较，电流偏差 ∆ a i 超过时 ±h ，经滞环控制器HBC 控制逆变器 A 相上（或下）桥臂的功率器件动作。
B 、C 二相的原理图均与此相同。
采
用电流滞环跟踪控制时，变压变频器的电流波形与PWM 电压波形示于图6-23。
如果， a i < *a i ， 且*a i - a i ≥ h ，滞环控制器 HBC 输出正电平，驱动
上桥臂功率开关器件V1导通，变压变频器输出正电压，使a i 增大。
当增长到与*a i 相等时，虽然滞环比较器的输入信号的符号发生了变化，但HBC 仍保持正电平输出，保持导通，使a i 继续增大
直到达到a i = *a i + h ， ∆a i = –h ，使滞环翻转，HBC 输出负电平，关断
V1 ，并经过延时后驱动V4，直到电流的负半周V4才能导通。
但此时未必能够导通，由于电机绕组的电感作用，电流不会反向，而是通过二极管续流，使受到反向钳位而不能导通。
此后，逐渐减小，直到时ia=ia*-h ，到达滞环偏差的下限值，使HBC 再翻转，又重复使V1导通。
这样，与交替工作，使输出电流给定值之间的偏差保持在范围内，在正弦波上下作锯齿状变化。
从图 2 中可以看到，输出电流是十分接近正弦波的。
图2 电流滞环跟踪控制时的电流波形
图2给出了在给定正弦波电流半个周期内的输出电流波形和相应的相电压波形。
可以看出，在半个周期内围绕正弦波作脉动变化，不论在的上升段还是下降段，它都是指数曲线中的一小部分，其变化率与电路参数和电机的反电动势有关。
2.2 三相电流滞环控制原理
图3 三相电流跟踪型PWM逆变电路
图4 三相电流跟踪型PWM逆变电路输出波形因此，输出相电压波形呈PWM状，但与两侧窄中间宽的SPWM波相反，两侧增宽而中间变窄，这说明为了使电流波形跟踪正弦波，应该调整一下电压波形。
电流跟踪控制的精度与滞环的环宽有关，同时还受到功率开关器件允许开关频率的制约。
当环宽选得较大时，可降低开关频率，但电流波形失真较多，谐波分量高；如果环宽太小，电流波形虽然较好，却使开关频率增大了。
这是一对矛盾的因素，实用中，应在充分利用器件开关频率的前提下，正确地选择尽可能小的环宽。
采用滞环比较方式的电流跟踪型PWM交流电路有以下特点：
1.硬件电路简单；
2.属于事实控制方式，电流反应快；
3.不需要载波，输出电压波形中不含有特定频率的谐波分量；
4.和计算法及调制法相比，相同开关频率时输出电流中高次谐波含量较
多；
5.闭环控制，这是各种跟踪型PWM交流电路的共同特点。
三、三相电流的滞环跟踪控制的simulink的仿真
3.1 simulink模块仿真图
图5封装后的电路图
图6 控制电路图参数封装及其内部电路图
图7 主电路图参数封装及其内部电路图
3.2 仿真波形
第一次设置的参数为：
1．控制电路中：给定的电流幅值Im=10A、频率f=50HZ；滞环比较器的环宽2h=4；
2．主电路中：直流电源电压U=300V；负载R=3Ω，L=0.008H；
A相电流FFT分析
第二次设置的参数为：
1．控制电路中：给定的电流幅值Im=10A、频率f=50HZ；滞环比较器的环宽2h=8；
2．主电路中：直流电源电压U=300V；负载R=3Ω，L=0.008H；
A相电流FFT波分析
四、仿真结果分析与总结
4.1仿真波形比较
由上述两组波形比较可知，当环宽2h=4时，其触发脉冲波形比2h=8时要更密集，即触发频率快，对IGBT的开关频率高；电流跟踪效果明显比2h=8时的要好，其总谐波失真也要比2h=8时小，但是可以看出在一个周期内，其电流在环宽内变化的次数也明显比2h=8时多，这与上面触发频率快相一致；其输出相电压波形同样体现出2h=4时的开关频率比2h=8时的快，由波形的疏密容易看出。
4.2电流频谱分析比较
由仿真出的电流波形的频谱图对比可知，当环宽较小（2h=4）时，电流的基波分量的峰值接近于给定电流峰值（12），且总谐波失真（THD）较小为0.08%；而当环宽较大（2h=8）时，电流的基波分量的峰值较大一些，且总谐波失真（THD）较大为1.88%.
4.3总结及心得体会
通过实验分析和理论学习可知，环宽过宽时，开关频率低，跟踪误差大；环宽过窄时，跟踪误差小，但开关频率过高，开关损耗增大。
L大时，i的变化率小，跟踪慢；
L小时，i的变化率大，开关频率过高
所以在现实应用中，应该根据所给开关器件如IGBT的开关频率范围来选择环宽的大小，一般在开关频率允许的条件下，尽可能地选择小的环宽，这样输出的电流波形质量越高。
当所给环宽小时，电流跟踪控制的精度高，电流跟踪效果好，同时电流的谐波分量也少，但是对IGBT的开关频率要求高；当所给环宽大时，电流跟踪控制的精度就减小了，电流跟踪的效果也变差，电流的谐波分量也高，不过降低了对IGBT的开关频率要求。
通过本次作业，不仅对以往电力电子所学进行了一次有效的复习，同时也加强了自身对simulink软件的应用，在进行实验仿真的过程中对以往的知识得到了巩固，也提升自己对新知识的学习能力，收获很大。