电流滞环跟踪spwm
SPWM逆变原理及控制方法
u u
r
u
c
O
ωt
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d
u of
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O
ωt
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19
2.2 SPWM逆变及其控制方法
u
rU
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u
c
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rW
• 双极性调制法（三相）
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U 2 ? U 2
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V4
V1
TD
V1
V1* V4 V4*
21
2.2 SPWM逆变及其控制方法
• 特定谐波消去法（计算法）
Selected Harmonic Elimination PWM—SHEPWM 这是计算法中一种较有 代表性的方法 输出电压半周期内，器 件通、断各3次（不包括 0和π），共6个开关时 刻可控 为减少谐波并简化控 制，要尽量使波形对称
2.1 SPWM基本原理
• PWM控制的思想源于通信技术，全控型器件的发 展使得实现PWM控制变得十分容易 • PWM技术的应用十分广泛，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
an 4 ⎡ α1 U d = sin n ω t d ω t + ∫ ⎢ 0 π ⎣ 2 + =
电流滞环跟踪spwm要点
课程设计(论文)任务书电气与电子工程学院电力牵引与传动专业班一、课程设计(论文)题目:电流滞环跟综PWM(CHBPWM)控制技术的仿真二、课程设计(论文)工作自 2013年6月16日起至2013年6月21日止。
三、课程设计(论文) 地点: 电气学院机房四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的（1）熟练掌握MATLAB语言的基本知识和技能；（2）熟悉matlab下的simulink和simpowersystems工具箱；（3）熟悉构建三相电流跟踪滞环控制系统的仿真模型；（4）培养分析、解决问题的能力；提高学生的科技论文写作能力。
2．课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）要求对主电路和脉冲电路进行封装；（2）仿真参数为：E=100-300V; f=50HZ; 带宽2h; 步长h=0.0001s，其他参数自定；（3）给出调制波原理图、相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电压波形以及频谱图，要求采用subplot作图；（4）选取不同参数进行仿真，比较仿真结果有何变化，给出自己的结论。
2）创新要求：封装使仿真模型更加美观、合理3）课程设计论文编写要求（1）要按照课程设计模板的规格书写课程设计论文（2）论文包括目录、正文、心得体会、参考文献等（3）课程设计论文用B5纸统一打印，装订按学校的统一要求完成4）答辩与评分标准：（1）完成原理分析：20分；（2）完成设计过程：40分；（3）完成调试：20分；（4）回答问题：20分；5）参考文献：（1）刘卫国.MATLAB程序设计与应用（第二版）. 北京：高等教育出版社，2008.（2）刘志刚.电力电子学.北京：清华大学出版社、北京交通大学出版社，2004.（3）李传琦. 电力电子技术计算机仿真实验.电子工业出版社，2006.6）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料2图书馆编程设计与调试1实验室撰写论文2图书馆、实验室学生签名：年月日课程设计(论文)评审意见（1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（）(7) 总评分数\优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；评阅人：职称：年月日摘要滞环比较跟踪控制是一种非线性砰-砰控制方法，在各类闭环跟踪控制系统中广泛应用。
SPWM与SVPWM之比较
SPWM与SVPWM之比较首先，先分别了解SPWM和SVPWM的原理SPWM原理：正弦PWM的信号波为正弦波,就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形,其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的.正弦波波形产生的方法有很多种,但较典型的主要有:对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种.第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小,所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波,显然输出电压高于前者,但对于微处理器来说,增加了数据处理量当载波频率较高时,对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的,它兼顾了前两种方法的优点. SPWM虽然可以得到三相正弦电压,但直流侧的电压利用率较低, 最大是直流侧电压的倍,这是此方法的最大的缺点.SVPWM原理：电压空间矢量PWM(SVPWM)的出发点与SPWM不同,SPWM调制是从三相交流电源出发,其着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源.而SVPWM是将逆变器和电动机看成一个整体,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态,并依据电机磁链和电压的关系,从而实现对电动机恒磁通变压变频调速.若忽略定子电阻压降,当定子绕组施加理想的正弦电压时,由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量,故气隙磁通以恒定的角速度旋转,轨迹为圆形. SVPWM比SPWM的电压利用率高15%,这是两者最大的区别,但两者并不是孤立的调制方式,典型的SVPWM是一种在SPWM的相调制波中加入了零序分量后进行规则采样得到的结果,因此SVPWM有对应SPWM的形式.反之,一些性能优越的SPWM方式也可以找到对应的SVPWM算法,所以两者在谐波的大致方向上是一致的,只不过SPWM易于硬件电路实现,而SVPWM更适合于数字化控制系统.接下来对SPWM和SVPWM进行具体的对比。
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。
5.SPWM
D A
tA
B
tB
t
t1
t2
TC
t3
t
规则采样法(2) 规则采样法(2)
• 在三角载波每一 周期的负峰值找 到正弦调制波上 的对应点. 的对应点. • 采样水平线与三 角载波的交点位 于正弦调制波两 侧,脉宽生成误 差(与自然采样 法比)明显减小 明显减小, 法比 明显减小, 所得SPWM波形更 所得SPWM波形更 SPWM 准确. 准确.
（1）单极性 ）单极性PWM控制方式 控制方式
ut ur U tm U rm
0
ut
ur
ut ur U tm U rm
ur
ut
• 单相桥式 单相桥式PWM逆变电路 逆变电路
π
Ud
VT V1 1
uA +U d
θ1 ∆θ
θ2
（a）
π
2π
uA
π
2π
ωt
+
Ud 2
信号波 αα 调制 1 2 u α3 c 电路 载波 ur
Ud
VT1
VT4
三单相桥式PWM逆变器 逆变器 三单相桥式
0
0
A VT1′
ωt
2π
VD1 R uo VD2 L
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VD3
VT V3 3
+ c） V2 VT2
V4 VT4 VD4
0
π
2π
ωt
单相桥式PWM逆变电路 逆变电路 单相桥式
d）
VT3 VT6′ VT5
VT2′
B
C
VT6
VT3′
VT2
VT5′
单相单极性SPWM逆变电路 逆变电路 单相单极性
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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。
电力拖动自动控制系统（名词解释）
电力拖动自动控制系统（名词解释）一、名词解释：1.G-M系统（旋转变流机组）：由交流电动机拖动直流发电机G实现变流，由G给需要调速的直流电动机M供电，调节G的励磁If即改变其输出电压U，从而调节电动机的转速n，这样的调速系统简称G-M系统，国际上统称Ward-Leonard系统。
2.V-M 系统（晶闸管-电动机调速系统）：通过调解器触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压Ud，从而实现评平滑调速，这样的系统叫V-M系统。
3. （SPWM）：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雨期望波的争先等效，这种调制方法称作正弦波脉宽调制（SPWM）。
4.（旋转编码器的测速方法）M法测速——在一定时间Tc内测取旋转编码器输出的脉冲个数M1,用以计算这段时间内的平均转速，称作M法测速。
T法测速——在编码器两个相邻输出脉冲间隔时间内，，用一个计数器对已知频率为f0的高频时钟脉冲进行计数，并由此来计算转速，称作T法测速。
M/T法测速——既检测Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测用一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速，称作M/T法测速。
5.无刷电动机：磁极仍为永磁材料，但输出方波电流，气隙磁场呈梯形波分布，这样就更接近于直流电动机，但没有电刷，故称无刷电动机（梯形波永磁同步电动机）。
6.DTC（直接转矩控制系统）：它是利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，是既矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。
7.恒Eg/f1=C控制：对于三相异步电动机，要保持气隙磁通不变，当频率从额定值向下调节时，必须同时降低气隙磁通在在定子每相中感应电动势的有效值Eg，使Eg/f1=恒定值，像这样的控制方法叫恒Eg/f1=C控制。
（譬如，对于异步电动机，如果在电压-频率协调控制中，恰当地提高电压Us的数值，使它在克服钉子阻抗压降以后，能维持Eg/f1为恒值，这种控制方法叫Eg/f1=C控制。
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。
电流滞环控制SPWM逆变器
减水剂、引气剂及引气减水剂等外加 剂均能提高混凝土的抗冻性。引气剂能增 加混凝土的含气量， 而减水剂则能降低混 凝土的水灰比， 从而减少孔隙率， 最终都能 提高混凝土的抗冻性。
常用的热养护方法有电热法、蒸汽养 护法及热拌混凝土蓄热养护法。目前我国 常使用的还是蒸汽养护法， 但耗汽量很大。 早强剂、防冻剂目前仍以氯盐、亚硝酸盐 为主。三乙醇胺复合早强剂使用也较普 遍。近几年我国开始研制和应用无氯盐早 强减水剂和防冻剂。中国建筑科学研究院 混凝土研究所研制成功的 Ｓ Ｊ 型早强减水剂 和防冻剂均不含氯盐和铬盐， 对钢筋无锈 蚀作用， 在负温条件下使混凝土具有较强 的抗冻害能力， 从而能保证冬季正常施工。
为等效露感。
检测实际电流用的电流传感器必须具
备很快通频带的高性能传感器， 霍尔传感
器就能够胜任。调速时， 只需改变电流给
定信号的频率， 无须调节逆变器的电压。
图 ２ 滞环控制原理
图 ３ 单相电流波形
其中粗黑色实线为参考电流，细线为实际输出电流
图 ４ 三相电流波形 图 ５ 线电压波形
图 ６ ＰＷ 电机的启动速度波形
２ 电路实现 模块中的 Ｒｅｌａｙ 由比较器 １／４ＬＭ３３９ ＆
Ｄ 触发器来构成， 根据输入信号的变化， 在逻 辑 １ 和 ０ 之间跳变。当实际电流低于参 ｋａｏ 电 流，且差值大于 Ｒｅｌａｙ 的滞环宽度时，对应相 正向导通（Ｒｅｌａｙ 输出 １），负向关断（Ｌｏｇｉｃａｌ ｏｐｅｒａｔｏｒ 输出０）；当实际电流高于参考电流， 且差值大于滞环宽度时， 对应相负向导通， 正 向关断。减小滞环宽度，可以减少输出相电流 纹波， 但受功率管开关频率的限制， 滞环宽度 不能取得太小此外， 滞环宽度取值太小， 系统 采样周期也要减小，这将不利于系统的实时运 行。
SPWM与SVPWM的原理、算法以及两者的区别
SPWM与SVPWM的原理、算法以及两者的区别所谓SPWM，就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。
它广泛地用于直流交流逆变器等，比如高级一些的UPS就是一个例子。
三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。
SPWM（Sinusoidal PWM）法是一种比较成熟的，目前使用较广泛的PWM法。
前面提到的采样控制理论中的一个重要结论：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。
SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。
SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。
传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。
spwm与svpwm的原理SPWM原理正弦PWM的信号波为正弦波，就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的。
正弦波波形产生的方法有很多种，但较典型的主要有：对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种。
第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小，所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波，显然输出电压高于前者，但对于微处理器来说，增加了数据处理量当载波频率较高时，对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的，它兼顾了前两种方法的优点。
SVPWM和SPWM的比较
SPWM与SVPWM之比较首先，先分别了解SPWM和SVPWM的原理SPWM原理：正弦PWM的信号波为正弦波,就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形,其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的.正弦波波形产生的方法有很多种,但较典型的主要有:对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种.第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小,所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波,显然输出电压高于前者,但对于微处理器来说,增加了数据处理量当载波频率较高时,对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的,它兼顾了前两种方法的优点. SPWM虽然可以得到三相正弦电压,但直流侧的电压利用率较低, 最大是直流侧电压的倍,这是此方法的最大的缺点.SVPWM原理：电压空间矢量PWM(SVPWM)的出发点与SPWM不同,SPWM调制是从三相交流电源出发,其着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源.而SVPWM是将逆变器和电动机看成一个整体,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态,并依据电机磁链和电压的关系,从而实现对电动机恒磁通变压变频调速.若忽略定子电阻压降,当定子绕组施加理想的正弦电压时,由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量,故气隙磁通以恒定的角速度旋转,轨迹为圆形. SVPWM比SPWM的电压利用率高15%,这是两者最大的区别,但两者并不是孤立的调制方式,典型的SVPWM是一种在SPWM的相调制波中加入了零序分量后进行规则采样得到的结果,因此SVPWM有对应SPWM的形式.反之,一些性能优越的SPWM方式也可以找到对应的SVPWM算法,所以两者在谐波的大致方向上是一致的,只不过SPWM易于硬件电路实现,而SVPWM更适合于数字化控制系统.接下来对SPWM和SVPWM进行具体的对比。
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。
逆变器单极性电流SPWM控制与滞环控制比较
逆变器单极性电流SPWM 控制与滞环控制比较朱军卫,龚春英(南京航空航天大学,江苏南京 210016) 摘要:分析了电流滞环控制型及电流SPWM (正弦脉宽调制)控制倍频调制型逆变器的工作原理;讨论了这两种控制方式下逆变器的谐波分布,给出了各自滤波器的设计方法,并针对它们制作了两台300W 原理样机。
通过仿真与实验验证,与电流滞环控制型逆变器相比,电流SPWM 控制倍频调制型逆变器具有谐波分布固定,滤波器设计简单的优点,在开关频率相同的条件下,要获得滤波后相同质量的输出波形,前者的滤波器大大小于后者。
关键词:脉宽调制;滤波器;频谱分析/滞环控制中图分类号:TM464 文献标识码:A 文章编号:1000-100X (2004)01-0026-04Performance Comparison of the U nipolar Current 2SPWMControl and H ysteresis Control InverterZHU J un 2wei ,GON G Chun 2ying(N anjing U niversity of Aeronautics and Ast ronautics ,N anjing 210016,China )Abstract :In the paper ,the operating principle of current hysteresis control and current SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation )control inverters is analyzed separately at first.Then harmonic distribution of the two kinds of invert 2ers is discussed in detail and filter design technique is introduced.Two 300W prototypes are made according to the two kinds of operating principle.Finally ,the simulation and experimental results illustrate that the current SPWM control in 2verter hasthe advantages of fixed harmonic distribution ,sim ple filter design ,and the filter is smaller than that of the cur 2rent hysteresis inverter to obtain same output voltage performance at the same switching frequency.K ey w ords :PWM ;filter ;spectrum analysis/hysteresis control1 引 言T HD (Total Harmonic Distortion )是衡量一台逆变电源性能的重要指标,从逆变器诞生之日起,研究者们就把消除谐波,减小输出电压的T HD ,提高输出电压质量作为一项重要的研究内容。
svpwm变频调速原理 详解svpwm与SPWM区别
svpwm变频调速原理详解svpwm与SPWM区别本文主要是关于svpwm变频调速的相关介绍，并着重对svpwm与SPWM进行了详尽的区分介绍。
SVPWMSVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。
传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。
原理普通的三相全桥是由六个开关器件构成的三个半桥。
这六个开关器件组合起来（同一个桥臂的上下半桥的信号相反）共有8种安全的开关状态。
其中000、111（这里是表示三个上桥臂的开关状态）这两种开关状态在电机驱动中都不会产生有效的电流。
因此称其为零矢量。
另外6种开关状态分别是六个有效矢量。
它们将360度的电压空间分为60度一个扇区，共六个扇区，利用这六个基本有效矢量和两个零量，可以合成360度内的任何矢量。
当要合成某一矢量时先将这一矢量分解到离它最近的两个基本矢量，而后用这两个基本矢量去表示，而每个基本矢量的作用大小就利用作用时间长短去代表。
用电压矢量按照不同的时间比例去合成所需要的电压矢量。
从而保证生成电压波形近似于正弦波。
在变频电机驱动时，矢量方向是连续变化的，因此我们需要不断的计算矢量作用时间。
为了计算机处理的方便，在合成时一般是定时器计算（如每0.1ms计算一次）。
这样我们只要算出在0.1ms内两个基本矢量作用的时间就可以了。
由于计算出的两个时间的总和可能并不是0.1ms（比这小），而那剩下的时间就按情况插入合适零矢量。
由于在这样处理时，合成的驱动波形和PWM很类似。
因此我们还叫它PWM，又因这种PWM是基于电压空间矢量去合成的，所以就叫它SVPWM了。
svpwm变频调速原理SVPWM原理电压空间矢量PWM（SVPWM）的出发点与SPWM不同，SPWM调制是从三相交流电源。
电流滞环跟踪PWM控制技术
电流滞环跟踪PWM控制技术摘要：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一、前言应用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。
二、电流滞环跟踪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i*a 与输出电流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。
如果，i a < i*a ，且i*a - i a ≥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i a= i*a+ h， i a = –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。
SPWM电流跟踪并网逆变控制技术研究
第１ 期
高 嵩 等 ：Ｐ Ｓ ＷＭ 电流跟踪并 网逆变控制技术研究
７ ５
馈人 电网的正 弦 波 电流 波形 ． 变压 器起 到将 并 网逆 变 系统 与 电网隔离 的作 用 ， 以保 护逆 变环 节 的 电 可
路．
电 网
图 ２ 逆 变 器 输 出矢 量 三 角 形
Ｆｇ ２ Ｉ ｖ ｒｅ ｕ ｐ ｔｖ ｃｏ ｒａ ｇｅ ｉ． ｎ ｅｔ ｒｏ ｔ ｕ ｅｔ ｒｔｉｎ ｌ
ａ Ｓｇ ａ Ｐ ｏ ｅｓ ｒＤＳ ） 仅 可 以 比较方 便 地 实 ｌ ｉｎ ｌ ｒ ｃｓｏ ， Ｐ 不
现 控制 目的 ， 而且 大 大 简 化 了控 制 电路 的设 计 ， 提 高 了可 靠性 ． 随着 太 阳能 的利用 越 来越 受 到 人 们 的广泛 重 视 ， 网逆变 技术 的研 究 尤 为重 要 ． 并 光伏 发 电并 网
运 用 了闭环控 制模 式 ， 加入 了电压 前馈补 偿环 节 ， 过控 制逆 变 系统的输 出电流 以跟 踪 市 电的 通
变化 ， 电 网 电压 同频 、 与 同相 ． 真 结 果 表 明 ， 仿 改进 后 的 方 法输 出电 流 波 形谐 波 畸 变含 量 为
Ｏ ２ ， 入 Ｐ 控制 环 节的调整 时间为 ０ ２Ｓ ．６ 加 Ｉ ． ．
第 ３ 卷第 １ １ 期 ２１ 年 Ｏ ０１ ２月
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文 章编 号 １ ７ — ９ ５ ２ １ ） １０ ４０ ６ ３９ ６ （０ １ ０ — ７— ４
SPWM变频电源双闭环控制的设计和研究.wps
SPWM变频电源双闭环控制的设计和研究在目前逆变电源的控制技术中，滞环控制技术和SPWM控制技术是变频电源中比较常用的两种控制方法。
滞环控制技术开关频率不固定，滤波器较难设计，且控制复杂，难以实现；SPWM控制技术开关频率固定，滤波器设计简单，易于实现控制。
当二者采用电压电流瞬时值双闭环反馈的控制策略时，均能够输出高质量的正弦波，且系统拥有良好的动态性能。
对于SPWM变频电源，采用电压电流瞬时值双闭环反馈的控制策略，工程中参数设计往往采用试凑法，工作繁琐，误差较大。
本文详细介绍了SPWM变频电源主要的控制参数设计准则和方法，对于快捷、准确地选择合适的闭环参数，有很大的实践应用价值。
2系统简介图1 双闭环控制的SPWM变频电源系统构成简化图图1为系统构成简化图，该系统由主电路和控制电路两部分组成。
逆变电源主电路采用以IGBT为开关器件的单相逆变电路, 采用全桥电路结构，经过LC低通滤波器，滤去高频成分，在滤波电容两端获得相应频率的光滑的正弦波。
虚线框包括的是控制电路，电压电流瞬时值双闭环反馈控制是由输出滤波电感电流和输出滤波电容电压反馈构成的。
其外环为输出电压反馈，电压调节器一般采用PI形式。
电压外环对输出电压的瞬时误差给出调节信号，该信号经PI调节后作为内环给定；电感电流反馈构成内环，电流环设计为电流跟随器。
电流内环由电感电流瞬时值与电流给定比较产生误差信号，与三角形载波比较后产生SPWM信号，通过驱动电路来控制功率器件，保证输出电压的稳定，形成典型的双环控制。
在实际应用中采用电流内环之外还设置电压外环的目的除了降低输出电压的THD外，还在于对不同负载实现给定电流幅值的自动控制。
3SPWM变频电源的线性化模型由于SPWM变频电源中存在着开关器件，因此是一个非线性系统，但因为一般情况下，SPWM变频电源的开关频率远高于调制频率，故可以利用传递函数和线性化技术，建立起SPWM变频电源的线性化模型[1]，如图2所示。
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？
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？
电流跟踪型PWM变流电路是一种通过跟踪负载电流来控制输出电流的电路。
它通常用于要求精确控制和调节负载电流的应用，如电动机驱动、电源适配器等。
采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器具有以下特点：
1.滞环比较方式：滞环比较方式是一种在电流跟踪型PWM
变流器中常用的控制方法。
该方式通过将参考电流与实际
负载电流进行比较，并应用滞回控制算法，调整PWM信
号的占空比，使输出电流跟踪参考电流。
2.高精度电流控制：滞环比较方式的电流跟踪型变流器具有
高精度的电流控制能力。
通过将滞环比较器设置为合适的
阈值，可以实现对输出电流的精确控制和调节。
该方式适
用于对负载电流要求较高的应用，能够实现精确的负载电
流跟踪和控制。
3.快速响应性能：采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器具
有快速的响应速度。
由于滞环比较器能够快速调整PWM
信号的占空比，以响应负载电流的变化，因此可以实时动
态调整输出电流，并具有较好的过载能力和动态响应性能。
4.抗负载波动能力强：滞环比较方式的电流跟踪型变流器通
过及时调整PWM信号的占空比来跟踪负载电流，具有较
强的抗负载波动能力。
即使在负载电流发生变化的情况下，
也能够迅速调整输出电流，使其保持稳定。
需要注意的是，滞环比较方式的电流跟踪型变流器可能存在一些不足之处，如可能引入更多谐波成分和较高的开关频率。
因此，在应用中需要综合考虑设计需求和性能要求，选择合适的控制策略和优化方法，以实现最佳的电流跟踪和控制效果。
电压空间矢量PWMSVPWM控制技术或称磁链跟踪控制技术课件
电压空间矢量的线性组合
（1）线性组合公式
可根据各段磁链增量的相位求出所需的 作用时间 t1和 t2 。在上图中，可以看出
us
t1 T0
u1
t2 T0
u2
us
cos
jus
s in
（6-49）
（2）相电压合成公式 根据式（6-39）用相电压表示合成电压
空间矢量的定义，把相电压的时间函数和 空间相位分开写，得
u1 存在的时间为 /3，在这段时间以 后，工作状态转为 110，和上面的分析
B uBO’
u2 -uCO’
相似，合成空间矢
量变成图中的 u2 ， 它在空间上滞后于
uAO’
A
u1 的相位为 /3 弧 度，存在的时间也
是 /3 。
C
（d）每个周期的六边形合成电压空间矢量
依此类推，随着逆
变器工作状态的切换， 电压空间矢量的幅值
• 电压空间矢量的扇区划分
为了讨论方便起见，可把逆变器的一个 工作周期用6个电压空间矢量划分成6个区 域，称为扇区（Sector），如图所示的Ⅰ、 Ⅱ、…、Ⅵ，每个扇区对应的时间均为/3 。
由于逆变器在各扇区的工作状态都是对 称的，分析一个扇区的方法可以推广到其 他扇区。
• 电压空间矢量的6个扇区
这样，根据各个开关状态的线电压表达式可以推出.代 入式(6-49), 有
us
t1 T0
u1
t2 T0
u2
t1 T0
Ud
t2 T0
Ude jπ
3
U
d
t1 T0
t2 T0
e jπ
3
Ud Tt10
t2 T0
cos π 3
一种固定开关频率型电流跟踪SPWM变频调速系统
一种固定开关频率型电流跟踪SPWM变频调速系统
赵尉斌;李华德
【期刊名称】《河北工程技术高等专科学校学报》
【年(卷),期】2004(000)001
【摘要】通过对滞环电流跟踪型PWM逆变器的波形分析和理论计算,提出一种固定开关频率型电流跟踪SPWM变频调速系统.采用固定频率型,与滞宽恒定的电流跟踪系统相比,具有减少跟踪误差,降低谐波电流影响和提高逆变器性能的优点,可以解决开关频率在参考电流变化率接近零时的高频的开关损耗,以及频率过低时的低次谐波造成电流波形畸变而影响电机的性能.
【总页数】5页(P13-16,24)
【作者】赵尉斌;李华德
【作者单位】北京科技大学,信息学院,北京,100083;北京科技大学,信息学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TM921.5
【相关文献】
1.电流跟踪型SPWM逆变器开关频率的制约因素 [J], 卢红;梁任秋
2.一种变滞宽的电流跟踪型SPWM逆变器 [J], 谢红明;陈光东
3.一种新型的电流跟踪型SPWM逆变器 [J], 卢红;梁任秋
4.电流跟踪型交流PWM开关频率最佳控制方法的探讨 [J], 金秋来;周国兴
5.PWM整流器中开关频率固定方法的电流跟踪 [J], 沈安文
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课程设计(论文)任务书电气与电子工程学院电力牵引与传动专业班一、课程设计(论文)题目:电流滞环跟综PWM(CHBPWM)控制技术的仿真二、课程设计(论文)工作自 2013年6月16日起至2013年6月21日止。
三、课程设计(论文) 地点: 电气学院机房四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的（1）熟练掌握MATLAB语言的基本知识和技能；（2）熟悉matlab下的simulink和simpowersystems工具箱；（3）熟悉构建三相电流跟踪滞环控制系统的仿真模型；（4）培养分析、解决问题的能力；提高学生的科技论文写作能力。
2．课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）要求对主电路和脉冲电路进行封装；（2）仿真参数为：E=100-300V; f=50HZ; 带宽2h; 步长h=0.0001s，其他参数自定；（3）给出调制波原理图、相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电压波形以及频谱图，要求采用subplot作图；（4）选取不同参数进行仿真，比较仿真结果有何变化，给出自己的结论。
2）创新要求：封装使仿真模型更加美观、合理3）课程设计论文编写要求（1）要按照课程设计模板的规格书写课程设计论文（2）论文包括目录、正文、心得体会、参考文献等（3）课程设计论文用B5纸统一打印，装订按学校的统一要求完成4）答辩与评分标准：（1）完成原理分析：20分；（2）完成设计过程：40分；（3）完成调试：20分；（4）回答问题：20分；5）参考文献：（1）刘卫国.MATLAB程序设计与应用（第二版）. 北京：高等教育出版社，2008.（2）刘志刚.电力电子学.北京：清华大学出版社、北京交通大学出版社，2004.（3）李传琦. 电力电子技术计算机仿真实验.电子工业出版社，2006.6）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料2图书馆编程设计与调试1实验室撰写论文2图书馆、实验室学生签名：年月日课程设计(论文)评审意见（1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（）(7) 总评分数\优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；评阅人：职称：年月日摘要滞环比较跟踪控制是一种非线性砰-砰控制方法，在各类闭环跟踪控制系统中广泛应用。
PWM变换器的跟踪控制方法是PWM变换器的主要控制方法之一，其中滞环比较方法因其结构简单，响应速度快，参数鲁棒性好等优点，应用最为广泛然而，滞环控制的开关频率一般具有很大的不定性，高低频率悬殊，其开关频率范围往往是人们在进行滞环控制系统设计师比较关心的重要方面，只有明确开关频率的计算方法，才便于进行开关器件、滤波参数及滞环控制参数的选择。
本文首先介绍了该方法的原理和基本波形；然后分析了其电路参数和系统特性的关系，指出了其主要优点和存在的问题；最后给出了仿真和实验波形。
电流跟踪型逆变器输出电流跟随给定的电流波形变化，这也是一种PWM控制方式。
电流跟踪一般都采用滞环控制，即当逆变器输出电流与给定电流的偏差超过一定值时，改变逆变器的开关状态，使逆变器输出电流增加或减小，将输出电流与给定电流的偏差控制在一定范围内。
关键词：电流滞环控制脉宽控制滞环宽度控制法目录一、电流滞环跟踪控制原理 (1)二、电路图及封装 (4)2.1 主电路图： (4)2.2 触发电路 (4)2.3 完整电路及封装图 (5)三、参数的设置及作图程序设计 (6)3.1 课设要求及选用模块 (6)3.2 模块参数设置 (7)3.2.1 Sine Wave参数设置 (7)3.2.2直流电压源参数设定 (7)3.2.3 RLC支路参数设定 (8)3.2.4 Delay参数设定 (8)3.3 作图程序设计 (9)3.3.1 六个触发脉冲的波形输出程序设计 (9)3.3.2相电压及线电压波形输出程序 (9)3.3.3电流波形输出程序 (10)四、仿真及频谱分析 (11)（一）、环宽2h=6时的仿真波形及频谱分析 (11)1、仿真波形 (11)2.频谱分析 (12)（二）、环宽2h=26时的仿真波形及频谱分析 (14)1、仿真波形 (14)2、频谱分析 (15)五、仿真结果分析及结果 (17)六、课设心得体会 (18)七、参考文献............................................................. 错误!未定义书签。
一、电流滞环跟踪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i*a 与输出电流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。
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 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。
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。
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、电路图及封装参考上学期学过的电力电子教程中的电流逆变原理，使用MA TLAB 软件中的Simulink和SimpowerSystems工具箱构建三相电流跟踪滞环控制系统的仿真模型。
2.1 主电路图：图2.12.2 触发电路图2.21 图2.2.2 图2.2.32.3 完整电路及封装图图 2.3.1如上图 2.3.1所示是完整的电路图，这个电路图中包含了主电路、触发电路、反馈电路还有显示电路。
主电路图主要是由三个桥臂、直流电源、感性负载组成，其中感性负载的电感大小决定了负载电流的波形，电感太大则容易产生平滑的电流波形，甚至是一条直线，太小不容易维持电流连续。
下图是封装好的电路模型，产生触发脉冲的封转在一起，主电路封装在一起，其余剩下万用表和显示电路。
三个万用表分别测出主电路的三条相电流，供给回馈电路实用，回馈电路的gain的倍数自己根据实际情况定，本次设计选用3倍。
倍数越大反应误差越小，当倍数过大也会是电路计算量太大，反而影响整体的效果，因此这是一对矛盾体，所以看情况而定。
图2.3.2三、参数的设置及作图程序设计3.1 课设要求及选用模块仿真参数为：E=100-300V; f=50Hz;带宽2h=5-30; 步长h=0.0001s，其他参数自定。
选用的模块主要有：Mux 、Sum 、Relay、Scope 、Sine Wave 、DC V oltage Source 、Ground 、Series RLC Branch 、Multimeter 、IGBT/Diode 、Logical Operator、V oltage Measurement、Gain。
3.2 模块参数设置3.2.1 Sine Wave参数设置图 3.2.1上图是Sine Wave1的参数，Sine Wave2在Phase中要设置为-2*pi/3，Sine Wave3的Phase为-4*pi/3.3.2.2直流电压源参数设定图 3.2.2电压的大小可以自己定好，主要是与反馈倍数有点联系。
电压越大反馈应当也要加大一点，这样可以更精确、快速的控制输出波形。
3.2.3 RLC支路参数设定图3.2.33.2.4 Delay参数设定图 3.2.4其他的参数如下：Logical Operator：NOT ，Gain：3 ，Scope：Number of axes:3（其他两个分别是4和6），Multimeter 分别选中对应支路的电流（相电流）。
Scope1 测的是脉冲波形，Scope2测的是相电压和线电压波形，Scope3测的是电流中的三条支路电流波形。
3.3 作图程序设计3.3.1 六个触发脉冲的波形输出程序设计subplot(6,1,1);plot(wx.time,wx.signals(1).values);title('触发脉冲1');axis([0,0.02,0,1.5]);subplot(6,1,2);plot(wx.time,wx.signals(2).values);title('触发脉冲2');axis([0,0.02,0,1.5])subplot(6,1,3);plot(wx.time,wx.signals(3).values);title('触发脉冲3');axis([0,0.02,0,1.5]);subplot(6,1,4);plot(wx.time,wx.signals(4).values);title('触发脉冲4');axis([0,0.02,0,1.5]);subplot(6,1,5);plot(wx.time,wx.signals(5).values);title('触发脉冲5');axis([0,0.02,0,1.5]);subplot(6,1,6);plot(wx.time,wx.signals(6).values);title('触发脉冲6');axis([0,0.02,0,1.5]);解释：这个程序设置了图形的title和画出波形的横、纵坐标的范围，因为脉冲的大小是1v，所以为了有更好的效果纵坐标设为0~1.5v，横坐标的时间为一个周期T=0.02s。