电力电子设计PWM整流电路
电力电子PWM设计
电力电子PWM设计电力电子PWM设计在现代电力系统中，PWM技术已经成为了一个重要的设计手段。
PWM(脉冲宽度调制)技术是一种控制电路的技术，它可以将电压或电流转换成一个固定频率高的脉冲信号。
由于脉冲具有可调节的宽度和高度，因此可以在实际应用中控制不同的电压或电流，实现自动化控制。
电力电子PWM设计是指将PWM技术应用于电力电子控制器的设计中，用于实现对电力信号的控制和管理。
在电力电子PWM设计中，PWM信号可以用于控制各种电机驱动器、电源或逆变器等设备，以实现精确的负载控制和能量管理。
PWM技术的应用可以有效地增加电力电子设备的效率和可靠性。
在电力电子PWM设计中，通常采用的PWM技术有单极性和双极性PWM技术。
这些技术都有各自的优缺点。
单极性PWM技术可以减轻电压压降并高效控制电流，而双极性PWM技术能够在低功率情况下提供更好的波形质量。
在进行电力电子PWM设计之前，需要充分分析和了解系统的特性和要求。
然后根据系统的特性和要求选择合适的PWM技术，并将其应用到电力电子系统的设计中。
在PWM技术的应用中，需要关注一些重要的设计问题。
首先，为了获得更好的电流控制，需要掌握PWM波形的调制技术。
其次，在使用PWM技术进行电源控制时，需要注意限制击穿电压和保证输出的稳定性。
在电力电子PWM设计中，需要注意的另一个重要问题是EMI(电磁干扰)的控制。
由于PWM信号的高频特性，可能会在电路中产生大量的EMI干扰。
因此，必须采取一些措施，如电路滤波和屏蔽等，以保证EMI的控制和系统的稳定性。
总之，电力电子PWM设计是电力系统中非常重要的设计手段，它为电力系统的控制和管理提供了有效的解决方案。
在进行PWM设计时，需要分析系统的要求，并选择合适的PWM 技术。
此外，还需要注意控制电流、限制击穿电压、保证输出稳定性以及控制EMI等问题。
对这些问题的充分考虑，可以有效地提高电力电子系统的效率和可靠性。
三相pwm整流电路工作原理
三相pwm整流电路工作原理三相PWM整流电路是一种能够将三相交流电转换为直流电的电路。
该电路采用PWM（脉宽调制）技术控制混合型整流桥，通过改变开关器件的导通时间比来控制输出电流的大小。
本文将介绍三相PWM整流电路的工作原理，并提供相关参考内容。
三相PWM整流电路的工作原理：三相PWM整流电路由混合型整流桥和PWM控制电路组成。
混合型整流桥由六个可控硅（或IGBT）开关组成，它们分别位于三相交流电源的三个相线和直流输出端之间。
PWM控制电路通过控制六个开关器件的导通时间比例，来实现对输出电流的精确控制。
三相PWM整流电路的工作过程如下：1. 三相交流电源通过三个变压器分别接到整流桥的三个输入端，供电给负载。
2. PWM控制电路通过测量负载电流、输入电压、温度等信息，计算需要输出的电流，并产生相应的PWM信号。
3. PWM信号控制开关器件的导通时间比例。
在每个电流周期内，通过适当的开关动作，调整开和关的时间，以控制输出电流的大小。
开关器件导通时，正向电压施加在负载上，负载得到能量；开关器件关闭时，负载断电。
4. 通过不断调整开关器件的导通时间比例，以跟踪负载电流，实现输出电流的稳定控制。
三相PWM整流电路的特点：1. 输出电流可进行精确控制。
通过调整开关器件的导通时间比例，可以实现精确的输出电流控制。
这种控制不仅能保证输出电流的恒定性，还能避免电流过大或过小导致的电路损坏。
2. 效率高。
由于PWM技术的应用，整流过程中开关器件的损耗较小，从而提高了整体的能效。
3. 传输效率高。
三相PWM整流电路可以实现三相交流电到直流电的转换，因此在电能的传输效率上相对较高。
4. 可靠性高。
通过PWM控制电路对整流桥的开关器件进行控制，可以提高电路的稳定性和可靠性。
关于三相PWM整流电路的相关参考内容：1. 《电力电子技术及应用》杜聪，中国电力出版社。
2. 《实用电能质量调节与控制技术》王军，机械工业出版社。
3. 《交直流三相不对称和谐波控制的综合分析与计算方法》杨占明，中国科学技术大学硕士学位论文。
PWM整流电路及其控制方法
PWM整流电路及其控制方法引言PWM（脉宽调制）技术是一种常用的电磁能源转换技术，广泛应用于各种电力电子设备中。
在电力转换中，如何实现高效率、低功率损失的能源转换一直是研究的热点之一。
PWM整流电路是一种典型的能源转换电路，它通过控制开关器件的导通时间来实现电源直流化的同时降低功率损耗。
本文将介绍PWM整流电路的基本原理、关键元件以及控制方法。
PWM整流电路的基本原理PWM整流电路主要由开关器件、滤波电容、感性元件和控制电路组成。
其基本原理是将输入交流电通过开关器件进行脉宽调制，从而获得平均值等于输出直流电压的脉冲电流。
通过滤波电容以及感性元件对脉冲电流进行平滑处理，得到稳定的直流输出电压。
开关器件的选择在PWM整流电路中，开关器件是实现脉宽调制的关键部件。
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（绝缘栅双极型晶体管）两种。
MOSFET具有开关速度快、损耗小的特点，适用于低功率应用；而IGBT则适用于高功率应用，具有较高的承受电压和电流能力。
滤波电容和感性元件滤波电容和感性元件是PWM整流电路中的关键元件，它们的作用是对脉冲电流进行平滑处理。
滤波电容可以存储电荷并平滑输出电流，而感性元件则可以平滑输出电压。
合理选择滤波电容和感性元件的值可以在保证输出电压稳定的同时减小纹波电流和纹波电压。
控制方法PWM整流电路的控制方法主要有两种：固定频率控制和变频控制。
固定频率控制是指在整个转换过程中，开关器件的频率保持不变。
这种控制方法简单可靠，但效率较低。
变频控制是根据输出电压的需求，自适应地改变开关器件的频率，以提高整流效率。
变频控制方法相对复杂，但具有较高的效率和稳定性。
控制电路设计PWM整流电路的控制电路设计是实现控制方法的关键。
控制电路主要包括PWM生成电路和反馈控制电路。
PWM生成电路负责生成脉宽信号，控制开关器件的导通时间；反馈控制电路用于检测输出电压，并根据检测结果调整PWM信号以实现稳定的输出电压控制。
PWM整流器解析
sin( t )
sin( t - 2 /3) sin( t - 4 /3)
ia(t) ib(t) ic(t)
PWM整流器
合肥工业大学 黄海宏
电力电子技术 PWM整流电路基本特征
➢能量可双向流动 ➢直流侧电压稳压 ➢功率因数可控
电力电子技术
桥式PWM整流电路
I
I
E1
E2
R
E1
E2
R
两直流电源相连电能传递情况
a)
b)
➢图a中E1＞E2，I
E1
E2 R
电流从E1流向E2。
➢E1发出功率P1=E1*I，E2接受功率P2=E2*I，电阻消耗的功率为PR=(E1E2)*I。
VT3
VT4
VD3
VD 4
VD3
VD4
电力电子技术
三相三线制APF
ia
iLa
A
+
ib
iLb
L
B
ic
iLc
R
C
-
icf ibf iaf
IPM Cdc
电力电子技术
三相三线制APF
u*d + ud -
PI
id* multiplier
iLa, Lb,Lc
-
i*a,b,c
ia,b,c - PI
+
+
sin(t - 2k /3) (k=0,1,2)
· UL ·
UR
·
· Is
UAB d
· Us
b)
·
Is
·
j Us
·d UAB
· UL · UR
· UL
· UR
Ia功s：和率U因AU数滞B同s 为后相1，。相整UP角流Ws d状M，态整，流
三相pwm整流电路工作原理
三相PWM整流电路工作原理一、引言三相PWM（脉冲宽度调制）整流电路是一种常见的电力电子装置，用于将三相交流电转换为直流电。
本文将详细讨论三相PWM整流电路的工作原理，包括整流过程、控制方法以及应用领域。
二、整流过程三相PWM整流电路的主要任务是将三相交流电转换为平滑的直流电。
其基本原理是利用开关器件控制交流电通过滤波电路输出直流电。
下面逐步介绍整流过程的关键步骤：1. 步骤一：电压输入三相PWM整流电路的输入是来自三相交流电源的电压。
通常情况下，输入电压经过输入变压器降压后进入整流电路。
2. 步骤二：整流桥整流桥是三相PWM整流电路的核心部件。
它由六个可控的二极管组成，用于将交流电转换为单向的脉冲电流。
整流桥的工作方式是通过控制二极管的导通和截止，实现交流电的整流。
3. 步骤三：滤波电路滤波电路用于平滑整流后的脉冲电流，将其转换为稳定的直流电压。
在三相PWM整流电路中，常用的滤波电路是电容滤波电路。
该电路通过充放电的方式，减小输出中的脉动成分，使直流电更加稳定。
4. 步骤四：输出电压经过滤波电路后，输出的电压为稳定的直流电压。
该电压可用于供电给各种直流负载，如电动机、电动汽车充电器等。
三、控制方法为了实现对三相PWM整流电路的控制，通常采用了相位控制和宽度控制两种方法。
下面将介绍这两种控制方法的原理及特点：1. 相位控制相位控制是通过改变整流桥中二极管的导通时刻，来控制输出电压的大小。
具体来说，通过改变控制信号的入口时刻，实现调节导通角度，从而改变整流桥的导通时间。
相位控制的特点是控制精度高，输出电压稳定性好。
然而，其缺点是难以实现对负载的快速响应。
2. 宽度控制宽度控制是通过改变整流桥中二极管的导通时间，来控制输出电压的大小。
具体来说，通过改变控制信号的脉冲宽度，来改变整流桥二极管的导通时间。
与相位控制相比，宽度控制具有快速响应的优势。
然而，它的缺点是控制精度相对较低，输出电压稳定性稍差。
四、应用领域三相PWM整流电路广泛应用于各个领域，如工业自动化、电动汽车等。
电力电子技术-脉冲整流电路
T1
I N LN
D1
A
uN
us
T2
T3
D3
L2
B
T4
C2
D2
D4
图7.6 单相电压型PWM整流器的主电路图
+
Cd u d
-
• 单相电压型脉冲变流器主电路结构（GTO）
一、主要方程式及相量图
1、相量方程
假定电网电压是纯正弦电压，对于基波分 量，在忽略线路电阻的条件下
•
•
•
U U I N
s1 jNLN N1
负 载
图7.27 用IGBT实现的三相电流型PWM整流器
章内容
7.1 脉冲变流器的原理及分类 7.2 电压型脉冲变流器 7.3 电流型脉冲变流器
7.4 电流型脉冲变流器与电压型脉冲变流 器的性能特点比较
7.5 脉冲变流器的应用
7 . 4电流型脉冲变流器与电压型脉冲变流 器的性能特点比较
• 相同之处：
➢ 两者的交流侧输出特性基本相同； ➢ 都能 实现四象限运行； ➢ 与晶闸管相控整流电路相比都能 提高功率因数； ➢ 都能减少谐波，减少对电网的污染 。
7 . 4电流型脉冲变流器与电压型脉冲变流 器的性能特点比较（续）
• 不同之处：
电压型
电流型
(1) Id方向可变，Ud方向不 可变；
(1) Id方向不可变，Ud方向 可变；
7 . 5 脉冲变流器的应用（续）
• 在电力机车上 的应用
L N T1
u
us
T2
D1 T3 A
D3 L2
B
D2
T4 D4 C2
Id
+
Cd Ud
-
图7.29 GTO实现的电压型脉冲整流器主电路
电力电子技术第四版课后题答案第六章
三角波载波始终是有正有负为双极性的，所得的PWM波形在半个周期中有正、有负，则称之为双极性PWM控制方式。
三相桥式PWM型逆变电路中，输出相电压有两种电平：0.5Ud和-0.5 Ud。输出线电压有三种电平Ud、0、- Ud。
答：采用梯形波控制方式，即用梯形波作为调制信号，可以有效地提高直流电压的利用率。
对于三相PWM逆变电路，还可以采用线电压控制方式，即在相电压调制信号中叠加3的倍数次谐波及直流分量等，同样可以有效地提高直流电压利用率。
9．什么是电流跟踪型PWM变流电路？采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器有何特点？
第6章 PWM控制技术
1．试说明PWM控制的基本原理。
答：PWM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波形（含形状和幅值）。
在采样控制理论中有一条重要的结论：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，冲量即窄脉冲的面积。效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。上述原理称为面积等效原理
当逆变电路输出频率很高时，同步调制时的载波频率fc会过高，使开关器件难以承受。
此外，同步调制方式比异步调制方式复杂一些。
分段同步调制是把逆变电路的输出频率划分为若干段，每个频段的载波比一定，不同频段采用不同的载波比。其优点主要是，在高频段采用较低的载波比，使载波频率不致过高，可限制在功率器件允许的范围内。而在低频段采用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响。
5．什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？分段同步调制有什么优点？
电力电子课设-DCDC--PWM控制电路的设计
学院电力电子课程设计题目： DC/DC PWM控制电路的设计小组成员：学号：学部（系）：机械与电气工程学部专业年级：电气133指导教师：2 年 12 月 16 日目录一、总体设计方案....................... 错误!未定义书签。
二、设计原理及各部分功能............... 错误!未定义书签。
三、实验所得的各个波形................. 错误!未定义书签。
四、TL494及相关器件说明................ 错误!未定义书签。
五、总结及心得体会................................. - 8 -一、总体设计方案题目DC/DC PWM控制电路的设计●题目介绍电力电子电路控制中广泛应用着脉冲宽度调制技术（Pulse Width Modulation, 简称PWM），将宽度变化而频率不变的脉冲作为电力电子变换电路中功率开关管的驱动信号，控制开关管的通断，从而控制电力电子电路的输出电压以满足对电能变换的需要。
由于开关频率不变，输出电压中的谐波频率固定，滤波器设计比较容易。
本课程设计主要采用比较常用的PWM集成芯片TL494（也可用其它芯片）完成设计，让同学们初步掌握PWM控制电路的设计方法。
●课设要求1. 设计基于PWM芯片的控制电路，包括外围电路。
按照单路输出方案进行设计，开关频率设计为10KHz；具有软起动功能、保护封锁脉冲功能，以及限流控制功能。
电路设计方案应尽可能简单、可靠。
2. 实验室提供面包板和器件，在面包板或通用板上搭建设计的控制电路。
3. 设计并搭建能验证你的设计的外围实验电路，并通过调试验证设计的正确性。
4. 扩展性设计：增加驱动电路部分的设计内容。
二、设计原理本次实验所用芯片为TL494芯片，TL494是美国德州仪器公司生产的一种电压驱动型脉宽调制控制集成电路，主要应用在各种开关电源中。
TL494的内部电路由基准电压产生电路、振荡电路、间歇期调整电路、两个误差放大器、脉宽调制比较器以及输出电路等组成。
PWM整流电路工作原理
PWM整流电路的原理分析摘要:无论是不控整流电路，还是相控整流电路，功率因数低都是难以克服的缺点.PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路，本文以《电力电子技术》教材为基础，详细分析了单相电压型桥式PWM整流电路的工作原理和四种工作模式。
通过对PWM整流电路进行控制，选择适当的工作模式和工作时间间隔，交流侧的电流可以按规定目标变化，使得能量在交流侧和直流侧实现双向流动，且交流侧电流非常接近正弦波，和交流侧电压同相位，可使变流装置获得较高的功率因数。
1 概述传统的整流电路中，晶闸管相控整流电路的输人电流滞后于电压，其滞后角随着触发角的增大而增大，位移因数也随之降低。
同时输人中谐波分量也相当大，因此功率因数很低。
而二极管不控整流电路虽然位移因数接近于1，但输人电流中谐波分量很大，功率因数也较低。
PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路，它能在不同程度上解决传统整流电路存在的问题。
把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路，就形成了PWM整流电路。
通过对PWM整流电路进行控制，使其输人电流非常接近正弦波，且和输人电压同相位，则功率因数近似为1。
因此，PWM整流电路也称单位功率因数变流器。
参考文献［1］在第6章“PWM控制技术”中增添了“PWM整流电路及其控制方法”这一部分内容。
但在PWM整流电路的工作原理中介绍篇幅较少，只是针对PWM整流电路的运行方式相量图进行分析，没有分析其工作过程。
对PWM 整流电路不熟悉的教师在了解这部分内容时普遍感觉吃力。
1 单相电压型桥式PWM整流电路电压型单相桥式PWM整流电路最早用于交流机车传动系统，为间接式变频电源提供直流中间环节，其电路如图I所示。
每个桥臂由一个全控器件和反并联的整流二极管组成。
L为交流侧附加的电抗器，在PWM整流电路中是一个重要的元件，起平衡电压、支撑无功功率和储存能量的作用。
为简化分析，可以忽略L的电阻。
图 1 电压型单相桥式PWM整流电路除必须具有输人电感外，PWM整流器的电路结构和PWM逆变电路是相同的。
PWM整流器及其控制策略的研究
PWM整流器及其控制策略的研究随着电力电子技术的发展，PWM整流器在新能源、电力牵引、电力电子变换等领域的应用越来越广泛。
PWM整流器具有高效率、低谐波、快速响应等优点，但其控制策略的设计是整个系统性能的关键。
本文将对PWM整流器的控制策略进行详细的研究和分析。
PWM整流器采用全控型器件，通过脉冲宽度调制（PWM）控制整流器输入电流的幅值和相位，实现高功率因数和低谐波电流的目标。
其电路结构包括三相电压型PWM整流器、三相电流型PWM整流器以及交-直-交PWM整流器等。
开关控制策略通过控制开关管的通断时间来实现电流的控制。
该策略具有实现简单、动态响应快等优点，但开关的通断会造成较大的功耗损失，且在负载突变时响应速度较慢。
PWM控制策略通过调节脉冲宽度实现对电流的控制。
该策略具有谐波含量低、控制精度高等优点，且在负载突变时响应速度快。
但PWM控制需要较高的采样精度和计算能力，且在实际应用中需要考量的参数较多。
滑模控制策略通过将系统状态引导至设定的滑模面上实现电流的控制。
该策略具有对参数变化和外部扰动不敏感、无需精确的系统模型等优点，且可以实现无静差跟踪。
但在实际应用中，滑模控制的计算实现较为复杂，且在实际系统中应用难度较大。
为了验证上述控制策略的效果，我们设计了一个基于电压型PWM整流器的实验系统。
实验中，我们采用了MATLAB/Simulink进行系统建模和仿真，并使用高性能DSP实现了实时控制。
实验结果表明，PWM控制策略在稳态和动态性能上都优于开关控制策略和滑模控制策略。
具体来说，PWM控制策略在负载突变时的响应速度较快，且可以实现更高的系统效率。
本文对PWM整流器的控制策略进行了详细的研究。
通过对比分析开关控制策略、PWM控制策略和滑模控制策略的优缺点和应用场景，发现PWM控制策略在许多方面都表现出优越的性能。
在实验设计和结果分析中，我们验证了PWM控制策略的优点。
展望未来，PWM整流器控制策略的研究将更加深入。
电压型三相PWM整流电路
通，uab ubc 0 ， uao 0 。
5
4.6 PWM整流电路及有源功率因数校 正技术（APFC）
6
电压型三相PWM整流电路*
采用乘法器的电路控制结构
控制电路的外环是电压环，内环为电流环。电压外环的输 出作为电流内环的正弦给定值，三相共用一个电压外环， 即三相电流的给定值相等。
考虑到三相对称，有 iU iV i，W 电0流取样只用两相，另一 相采用合成得到。
8
电压型三相PWM整流电路*
输入电感设计条件分析
考虑一个载波周期内电感电流波动峰值
对于每一相的输入电感Ls，在一个载波周期中的电流增量 （以U相输入为例）可以有如下表达：
iU
1 Ls fc
(
2Urms sin t Uao)
当
t
2
、
uaO
2 3
U
o
时，iU
达到最大值
iUm ，设计中一般
取相电流峰值的20％左右，即 iUm 0.2IUm 。
ucO uOa Uo
，
uaO ubO ucO 0
，则
uao
1 3
U
o
。
时区2：VT1、VT5、VT6有控制脉冲，则相应的三个桥臂导
通，uab Uo ，ubc Uo ，由于 uaO ucO 、uaO uOb Uo ，且有
uaO ubO ucO 0
，则
uao
1 3
U
o
。
时区3：VT1、VT3、VT5有控制脉冲，则相应的三个桥臂导
内环动态响应速度远高于外环，双环工作可以视为相对独 立，即处理外环时内环可以认为完全实时跟踪；处理内环 时，外环视作相对稳定。
7
图4－38 含有标量乘法器的三相PWM整流电路控制结构图 1－电压给定 2－电压调节器 3－输出直流电压检测 4－输入交流电压检测 5－交流电流检测 6－标量乘法器 7－电流调节器 8－控制门 9－保护电路 10－载波发生器 11－SPWM信号生成和处理器
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。
3. 交流电机驱动：PWM变换器在交流电机驱动系统中被广泛应用。
通过PWM变换器可以将直流电源转换为交流电源，并对其进行控制。
这种交流电机驱动系统不仅能提高电机的控制精度，还能降低能量损耗和噪声，提高系统的效率。
4. 可逆变换器：PWM变换器在可逆变换器中扮演着重要的角色。
可逆变换器是指将直流电能转换为交流电能，或将交流电能转换为直流电能的装置。
单相PWM整流电路设计（电力电子课程设计）
单相PWM整流电路设计（电⼒电⼦课程设计）重庆⼤学电⽓⼯程学院电⼒电⼦技术课程设计设计题⽬：单相桥式可控整流电路设计年级专业：***＊级电⽓⼯程与⾃动化学⽣姓名： *＊*＊*学号： ****成绩评定：完成⽇期：2013年６⽉２３⽇指导教师签名：年⽉⽇重庆⼤学本科学⽣电⼒电⼦课程设计任务书单相桥式可控整流电路设计摘要：本⽂主要研究单相桥式PWＭ整流电路的原理,并运⽤IＧBＴ去实现电路的设计。
概括地讲述了单相电压型ＰWＭ整流电路的⼯作原理,⽤双极性调制⽅式去控制IGBＴ的通断。
在元器件选型上，较为详细地介绍了IGＢＴ的选型，分析了交流侧电感和直流侧电容的作⽤,以及它们的选型。
最后根据实际充电机的需求,选择元器件具体的参数,并⽤ｓimｕlｉｎｋ进⾏仿真，以验证所设计的单相电压型PWM整流器的性能。
实现了单相电压型ＰWM整流器的⾼功率因数，低纹波输出等功能。
关键词：ＰWM整流simｕlink 双极性调制IGＢT⽬录１.引⾔ ............................................ 错误!未定义书签。
1.1 PWＭ整流器产⽣的背景....................... 错误!未定义书签。
1.2 ＰWM整流器的发展状况?错误!未定义书签。
1.3 本⽂所研究的主要内容?错误!未定义书签。
2.单相电压型ＰWM整流电路的⼯作原理?错误!未定义书签。
2.1电路⼯作状态分析?错误!未定义书签。
2.２ PWM控制信号分析?错误!未定义书签。
２．3 交流测电压电流的⽮量关系?错误!未定义书签。
3.单相电压型PWM整流电路的设计?错误!未定义书签。
3．1 主电路系统设计?错误!未定义书签。
３.2 IＧBＴ和⼆极管的选型设计?错误!未定义书签。
3.３交流侧电感的选型设计....................... 错误!未定义书签。
３．4 直流侧电容的选型设计...................... 错误!未定义书签。
三相电压型PWM整流器及其控制的设计_毕业论文 精品
华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业论文Graduation Thesis（2009 —2013 年）题目：三相电压型PWM整流器及其控制的设计分院：电气与信息工程分院专业：电气工程及其自动化1摘要传统的二极管不可控整流器和晶闸管半控整流器输出的直流电压存在不同程度的波动，需要体积庞大的滤波装置、电网电流畸变率大、谐波含量大等缺点。
直流电压波动太大给负载带来了不良影响、滤波装置体积庞大会导致整流器笨重并且设备占地面积增大、电网电力畸变率大谐波含量高从而需要无功补偿装置，这些都增大了传统整流器的设计与运行成本。
本文从实际出发，首先介绍了三相电压型PWM整流器的发展史，电路的拓扑结构，以及电路的控制策略。
深入的研究了PWM整流器的数学模型，得到了一些有用的结论，重点研究了PWM整流器的控制策略，即SVPWM调制策略，设计了相应的控制器。
在MATLAB中搭建了仿真模型，仿真结果表明了所建立的控制系统是有效的，能够稳定三相电压型PWM整流器直流侧的直流电压，在负载突变后，也能很好的调节的直流电压保持不变，并且电网电流与电压同相，实现了单位功率因数运行。
关键字：PWM整流；SVPWM调制；仿真；单位功率因数AbstractTraditional controlled rectifier diode and thyristor half controlled rectifier output of the DC voltage varying degrees of volatility, the need for bulky filtering device, grid current distortion, harmonic content and other shortcomings. DC voltage is too volatile to the load brought adverse effects the filtering device bulky lead to rectifier bulky and equipment covers an area of increased, Power Grid distortion rate of high harmonic content and reactive power compensation device, which are increased conventional rectifier design and operating costs.From reality, this paper first introduces the history of the development of the three-phase voltage-type PWM rectifier circuit topology, and circuit control strategy. In-depth study of the mathematical model of PWM rectifier, got some useful conclusions, focus on the PWM rectifier control strategy, SVPWM modulation strategy, design the controller. In MATLAB to build a simulation model, the simulation results show that the established control systems are effective, stable three-phase voltage-type PWM rectifier DC side DC voltage, load mutation, can be well regulated DC voltage remains unchanged and the same phase of the grid current and voltage, to achieve unity power factor operation.Key words: PWM rectifier; SVPWM modulation; simulation; unity power factor3目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)目录 (3)第1章绪论 (1)1.1 课题的研究背景与意义 (1)1.1.1 谐波的危害和抑制 (1)1.1.2 功率因数校正技术 (2)1.2 PWM整流器国内外研究现状 (2)1.2.1 PWM整流器的分析与建模 (3)1.2.2 三相PWM整流器控制技术的研究 (3)1.2.3 PWM整流器拓扑结构的研究 (3)1.2.4 PWM整流器系统控制策略的研究 (3)1.3 电压型PWM整流器的控制技术 (4)1.4 本文的主要研究内容和重点 (4)第2章三相PWM整流器的原理及其数学模型 (5)2.1 PWM整流器的基本原理 (5)2.1.1 三相PWM整流器拓扑结构 (5)2.2.1 ABC静止坐标系下的低频数学模型 (7)2.2.2 两相坐标系下的低频数学模型 (9)2.2.3 PWM整流器高频通用数学模型 (11)2.2.4 两相dq坐标系的PWM整流器高频数学模型 (14)第3章三相电压型PWM整流器的控制 (17)3.1电压型PWM整理器的电压空间矢量控制技术 (17)3.2 SVPWM算法在MATLAB中的实现 (17)3.2.1 参考电压矢量所在扇区N的判断 (18)3.2.2 不同扇区两相邻电压空间矢量的作用时间 (22)第4章三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (25)4.1 三相VSR直流电压控制 (25)4.2PWM整流器整体仿真 (27)第五章结论与展望 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 课题的研究背景与意义近十几年来，随着电力电子装置的谐波污染受到愈来愈广泛的重视，随着用电设备谐波标准和电机系统节能工程的推广实施，必将会很大程度上促进对PWM 整流器的发展。
PWM整流电路概述
PWM整流电路概述1引言在电力系统中，电压和电流应是完好的正弦波。
但是在实际的电力系统中，由于非线性负载的影响，实际的电网电压和电流波形总是存在不同程度的畸变，给电力输配电系统及附近的其它电气设备带来许多问题，因而就有必要采取措施限制其对电网和其它设备的影响。
随着电力电子技术的迅速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通、家庭等众多领域中的应用日益广泛，大量的非线性负载被引入电网，导致了日趋严重的谐波污染。
电网谐波污染的根本原因在于电力电子装置的开关工作方式，引起网侧电流、电压波形的严重畸变。
目前，随着功率半导体器件研制与生产水平的不断提高，各种新型电力电子变流装置不断涌现，特别是用于交流电机调速传动的变频器性能的逐步完善，为工业领域节能和改善生产工艺提供了十分广阔的应用前景。
相关资料表明，电力电子装置生产量在未来的十年中将以每年不低于10%的速度递增，同时，由这类装置所产生的高次谐波约占总谐波源的70%以上。
在我国，当前主要的谐波源主要是一些整流设备，如化工、冶金行业的整流设备和各种调速、调压设备以及电力机车。
传统的整流方式通常采用二极管整流或相控整流方式，采用二极管整流方式的整流器存在从电网吸取畸变电流，造成电网的谐波污染，而且直流侧能量无法回馈电网等缺点。
采用相控方式的整流器也存在深度相控下交流侧功率因数很低，因换流引起电网电压波形畸变等缺点。
这些整流器从电网汲取电流的非线性特征，给周围用电设备和公用电网都会带来不利影响。
为了抑制电力电子装置产生的谐波，其中的一种方法就是对整流器本身进行改进，使其尽量不产生谐波，且电流和电压同相位。
这种整流器称为高功率因数变流器或高功率因数整流器。
高功率因数变流器主要采用PWM整流技术，一般需要使用自关断器件。
对电流型整流器，可直接对各个电力半导体器件的通断进行PWM调制，使输入电流成为接近正弦且与电源电压同相的PWM波形，从而得到接近1的功率因数。
对电压型整流器，需要将整流器通过电抗器与电源相连。
三相pwm整流电路工作原理(一)
三相pwm整流电路工作原理(一)三相PWM整流电路工作原理前言三相PWM整流电路是一种常见的电力电子器件，其主要作用是将交流电转化为直流电。
它广泛应用于各种领域，比如工业控制、电力电子和电机控制等。
工作原理三相PWM整流电路由三相交流电源及其控制电路、整流电路和滤波电路组成。
当三相交流电源输入到承载电路中时，经过整流电路中的三个桥臂同时控制六个开关管的导通与截止，形成较高的开关频率，能够有效滤掉输入交流电的高频噪声。
一般情况下，三相PWM整流电路采用两级PWM控制原理，分别对电压进行调整。
其中，第一级PWM控制器主要用于对三相交流电源的电压进行调整和分配，通过不同的控制方式，使三相交流电源的电压相同或相差较小。
第二级PWM控制器主要用于输出直流电压，从而实现电压的精确控制。
在整流工作正常时，三相交流电源产生的同步交流电信号会经过整流硅变为 DC 信号，输出到后级的LC滤波电路中，进而输出直流电，滤波电路可以有效滤除较高频的杂波。
应用场景三相PWM整流电路广泛应用于各个领域，比如工业控制和电机控制等，它的主要作用是将输入的交流电转化为可控的直流电，因此其应用场景也较为广泛，包括：•各类金属加工设备•电动车充电器•风力发电系统总结三相PWM整流电路是一种常见的电力电子器件，它的主要作用是将交流电转化为直流电。
在整流工作正常时，三相交流电源产生的同步交流电信号会经过整流硅变为DC信号，输出到后级的LC滤波电路中，进而输出直流电。
因此，三相PWM整流电路应用广泛，它在工业控制、电机控制等领域都发挥着重要的作用。
优点与缺点三相PWM整流电路相比传统的整流电路具有以下优点：•能够有效地将交流电转化为直流电，实现电压的精确控制；•具有高的转换效率和可靠性，能够滤除输入交流电的高频噪声；•体积小，重量轻，不需要大型的变压器，便于安装和维护。
但是三相PWM整流电路也存在一些缺点：•构造相对复杂，需要较高的技术要求和成本投入；•噪声较大，在设计和应用过程中，需要考虑有效的噪声抑制措施。
三相pwm整流电路的谐波
三相pwm整流电路的谐波三相PWM整流电路是一种常用的电力电子装置，用于将交流电转换为直流电。
在实际应用中，由于电力系统中存在着各种非线性负载，导致电网中存在大量的谐波。
因此，研究和分析三相PWM整流电路的谐波特性对于电力系统的稳定运行和谐波抑制具有重要意义。
我们需要了解什么是谐波。
在电力系统中，交流电信号可以分解为多个频率不同的正弦波信号，这些频率为基波频率的整数倍的正弦波信号称为谐波。
谐波的存在会导致电力系统中电流和电压的失真，产生一系列的负面影响，如电力损耗、设备工作异常等。
三相PWM整流电路是一种通过高频开关器件（如IGBT）控制开关周期和占空比，实现对交流电进行整流的电路。
在工作过程中，三相PWM整流电路会引入谐波，主要包括短路谐波、电流谐波和电压谐波。
短路谐波是指在开关器件切换过程中产生的谐波。
由于开关器件在切换瞬间存在导通、关断的过渡过程，会引起电流的瞬时变化，从而产生短路谐波。
为了减小短路谐波的影响，可以采用合适的滤波电路来抑制短路谐波。
电流谐波是指在开关器件导通期间，由于负载特性和开关器件的非线性特性，导致电流中存在谐波成分。
电流谐波的存在会引起电力系统中电流的失真，增加线路损耗和设备的热损耗。
为了降低电流谐波的影响，可以采用合适的滤波电路来减小电流谐波。
电压谐波是指在开关器件关断期间，由于开关器件的非线性特性，导致电压中存在谐波成分。
电压谐波会引起电力系统中电压的失真，造成设备的异常工作。
为了抑制电压谐波，可以采用合适的滤波电路来降低电压谐波。
针对三相PWM整流电路的谐波问题，可以采取以下措施加以解决：1. 优化开关器件的选择，选择具有较低开关损耗和较高开关速度的器件，减小开关过渡过程中的瞬时电流变化，降低短路谐波的产生。
2. 设计合适的滤波电路，通过合理的参数选取和电路结构设计，实现对电流和电压谐波的抑制。
可以采用谐波补偿器、滤波电感、滤波电容等元件来实现滤波效果。
3. 加强对整流电路的控制策略设计，通过合理的控制算法和参数调节，减小谐波的产生。
单相电压型PWM整流电路原理分析与仿真
0 引言众所周知，在传统的整流电路中，晶闸管可控整流装置的功率因数会随着其触发角的增加而变坏，这不但使得电力电子类装置成为电网中的主要谐波因素，也增加了电网中无功功率的消耗。
PWM整流电路是采用脉宽调制技术和全控型器件组成的整流电路，能有效地解决传统整流电路存在的问题。
通过对PWM整流电路进行有效的控制，选择合适的工作模式和工作时序，从而调节了交流侧电流的大小和相位，使之接近正弦波并与电网电压同相或反相，不但有效地控制了电力电子装置的谐波问题，同时也使得变流装置获得良好的功率因数。
1 单相电压型桥式PWM整流电路的结构单相电压型桥式PWM整流电路最初出现在交流机车传动系统中，为间接式变频电源提供直流中间环节，电路结构如图1所示。
每个桥臂由一个全控器件和反并联的整流二极管组成。
L为交流侧附加的电抗器，起平衡电压，支撑无功功率和储存能量的作用。
图1中uN(t)是正弦波电网电压；Ud是整流器的直流侧输出电压；us(t)是交流侧输入电压，为PWM控制方式下的脉冲波，其基波与电网电压同频率，幅值和相位可控；iN(t)是PWM整流器从电网吸收的电流。
由图1所示，能量可以通过构成桥式整流的整流二极管VD1～VD4完成从交流侧向直流侧的传递，也可以经全控器件VT1～VT4从直流侧逆变为交流，反馈给电网。
所以PWM整流器的能量变换是可逆的，而能量的传递趋势是整流还是逆变，主要视VT1～VT4的脉宽调制方式而定。
因为PWM整流器从交流电网吸取跟电网电压同相位的正弦电流，其输入端的功率是电网频率脉动的两倍。
由于理想状况下输出电压恒定，所以此时的输出电流id与输入功率一样也是网频脉动的两倍，于是设置串联型谐振滤波器L2C2，让其谐振输出电流基波频率的2倍，从而短路掉交流侧的2倍频谐波。
2 单相电压型桥式整流电路的工作原理图2是单相PWM电压型整流电路的运行方式相量图，us1(t)设为交流侧电压Us(t)的基波分量，iN1(t)为电流iN(t)的基波分量，忽略电网电阻的条件下，对于基波分量，有下面的相量方程成立，即：可以看出，如果采用合适的PWM方式，使产生的调制电压与网压同频率，并且调节调制电压，以使得流出电网电流的基波分量与网压相位一致或正好相反，从而使得PWM整流器工作在如图2所示的整流或逆变的不同工况，来完成能量的双向流动。
电力电子PWM设计
电力电子PWM设计电力电子PWM（Pulse Width Modulation）设计是一种常用的调制技术，通过改变信号的脉冲宽度来控制电路输出的平均功率。
在电力电子系统中，PWM设计扮演着重要的角色，可以有效地控制电流、电压和功率等参数，提高系统的效率和稳定性。
固定频率变占空比PWM是指在一个周期内，脉宽保持不变，变化的是脉冲的重复频率。
这种PWM设计适用于需要固定输出功率，并且对输出电压和电流有一定要求的系统。
变频变占空比PWM是指在一个周期内，脉宽和频率都可以变化。
这种PWM设计适用于需要动态调节输出功率，并且对输出电压和电流有较高要求的系统。
在电力电子PWM设计中，需要考虑以下几个关键参数：频率、占空比、调制波形和滤波器设计。
首先，频率是指PWM信号的重复频率，一般选择在几十kHz到几MHz范围内。
频率的选择要考虑到电路的响应速度、损耗和EMI（电磁干扰）等因素。
其次，占空比是指高电平的脉冲时间与一个周期的比例。
占空比的选择决定了输出功率的大小，一般在0%到100%之间变化。
较小的占空比可以降低功率损耗，较大的占空比可以增大输出功率。
调制波形是指PWM信号的具体形状，常见的调制波形有方波、正弦波、三角波等。
不同的调制波形可以实现不同的功率调节特性，如正弦调制可以减小电路谐波失真。
最后，滤波器设计是确保PWM输出信号的平滑和干净的关键。
PWM信号的高频成分可能会引起电磁干扰，因此需要使用滤波器来去除高频噪音，同时保持基本的脉冲特性。
总结起来，电力电子PWM设计是一种重要的调制技术，通过改变信号的脉冲宽度来控制输出功率。
在设计PWM系统时，需要考虑频率、占空比、调制波形和滤波器等关键参数。
合理的PWM设计可以提高系统的效率和稳定性，同时降低电路的损耗和电磁干扰。
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引言
随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。电力电子器件的发展经历了晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（MOSFET）等阶段。目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展，与其他电力电子器件相比，MOSFET具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子注入、精细光刻等。MOSFET最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。它的并联不成问题，由于本身的关断延迟很短，其串联也容易。尽管MOSFET模块在大功率应用中非常广泛，但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题，其主要失效机理是阴极引线焊点开路和焊点较低的疲劳强度，另外绝缘材料的缺陷也是一个问题。在现有的正弦波输出变压变频电源产品中，为了得到SPWM波，一般都采用双极性调制技术。该调制方法的最大缺点是它的4个功率管都工作在较高频率(载波频率)，从而产生了较大的开关损耗，开关频率越高，损耗越大。本次毕业设计研究单相桥式PWM逆变电路，通过该电路实现逆变电源变压、变频输出。
MATLAB将矩阵运算、数值分析、图形处理、编程技术结合在一起，为用户提供了一个强有力的科学及工程问题的分析计算和程序设计工具，它还提供了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能，是具有全部语言功能和特征的新一代软件开发平台。
MATLAB 已发展成为适合众多学科，多种工作平台、功能强大的大型软件。在欧美等国家的高校，MATLAB已成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具。成为攻读学位的本科、硕士、博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业开发部门，MMATLAB被广泛的应用于研究和解决各种具体问题。在中国，MATLAB也已日益受到重视，短时间内就将盛行起来，因为无论哪个学科或工程领域都可以从MATLAB中找到合适的功能。
简而言之，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
（4）梯形波与三角波比较法
前面所介绍的各种方法主要是以输出波形尽量接近正弦波为目的,从而忽视了直流电压的利用率,如SPWM法,其直流电压利用率仅为86.6%.因此,为了提高直流电压利用率,提出了一种新的方法--梯形波与三角波比较法.该方法是采用梯形波作为调制信号,三角波为载波,且使两波幅值相等,以两波的交点时刻控制开关器件的通断实现PWM控制。
本设计为双极性PWM方式下的单相全桥逆变电路，主要包括双极性SPWM控制信号的发生电路和带反并联二极管的IGBT作为开关器件的单相全桥电路。设计的重点在于运用MATLAB中的SIMULINK建立电路模型，对电路进行仿真，并对仿真结果进行分析，得出系统参数对输出的影响规律。
关键词：双极性PWM控制;逆变电路;SIMULINK仿真
（1）等脉宽PWM法
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。
（2）双极性PWM控制方式：在ur的半个周期内，三角波载波有正有负，所得PWM波也有正有负，其幅值只有±Ud两种电平。同样在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制器件的通断。ur正负半周，对各开关器件的控制规律相同。当ur >uc时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号。如io>0，V1和V4通，如io<0，VD1和VD4通， uo=Ud 。当ur<uc时，给V2和V3导通信号，给V1和V4关断信号。如io<0，V2和V3通，如io>0，VD2和VD3通，uo=-Ud 。这样就得到图二所示的双极性的SPWM波形。
4）具有一定电力电子电路及系统实验和调试的能力。
1.3 课题的意义
电力系统变电站和调度所的继电保护和综合自动化管理设备有的是单相交流供电的，其中有一部分是不能长时间停电的。普通UPS设备因受内置蓄电池容量的限制，供电时间比较有限，而直流操作电源所带的蓄电池容量一般都比较大，所以需要一套逆变电路将直流电逆变成单相交流电。
图2.2单相桥式PWM逆变电路
（1）单极性PWM控制方式：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，V2保持通，V1保持断。当ur<uc时使V3通，V4断，uo=-Ud ;当ur>uc时使V3断，V4通，uo=0 。这样就得到图一所示的单极性的SPWM波形。
图2.1单极性PWM控制方式波形
上图波形称为单极性PWM波形，根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的PWM波，即双极性PWM波形，而且这种方式在实际应用中更为广泛。
图2.1双极性PWM控制方式波形
3
PWM逆变电路可分为电压型和电流型两种，目前实际应用的几乎都是电压型电路，因此本节主要分析电压型逆变电路的控制方法。要得到需要的PWM波形有两种方法，分别是计算法和调制法。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，这种方法称为计算法。由于计算法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要变化。与计算法相对应的是调制法，即把希望调制的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。通常采用等腰三角波作为载波，在调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。下面具体分析单相桥式逆变电路的单极性控制方式和双极性控制方式。图（2.2）是采用IGBT作为开关器件的单相桥式电压型逆变电路。
由于当梯形波幅值和三角波幅值相等时,其所含的基波分量幅值已超过了三角波幅值,从而可以有效地提高直流电压利用率.但由于梯形波本身含有低次谐波,所以输出波形中含有5次,7次等低次谐波。
3
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。PWM控制技术的重要理论基础是面积等效原理，即：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。下面分析如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波。把正弦半波分成N等分，就可以把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。如果把这些脉冲序列用相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就可得到下图b所示的脉冲序列，这就是PWM波形。像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称为SPWM波形。SPWM波形如图2-1所示：
（3）低次谐波消去法
低次谐波消去法是以消去PWM波形中某些主要的低次谐波为目的的方法.其原理是对输出电压波形按傅氏级数展开,表示为u(ωt)=ansinnωt,首先确定基波分量a1的值,再令两个不同的an=0,就可以建立三个方程,联立求解得a1,a2及a3,这样就可以消去两个频率的谐波。
该方法虽然可以很好地消除所指定的低次谐波,但是,剩余未消去的较低次谐波的幅值可能会相当大,而且同样存在计算复杂的缺点.该方法同样只适用于同步调制方式中。
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PWM技术的的应用十分广泛，它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
脉宽调制(PWM（Pulse Width Modulation）是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
1.1
MATLAB (Matrix Laboratory)为美国Mathworks公司1983年首次推出的一套高性能的数值分析和计算软件，其功能不断扩充，版本不断升级，1992年推出划时代的4.0版，1993年推出了可以配合Microsoft Windous使用的微机版，95年4.2版，97年5.0版，99年5.3版，5.X版无论是界面还是内容都有长足的进展，其帮助信息采用超文本格式和PDF格式，可以方便的浏览。至2001年6月推出6.1版，2002年6月推出6.5版，继而推出6.5.1版, 2004年7月MATLAB7和Simulink6.0被推出，目前的最新版本为7.1版。
2
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。