6.3 PWM跟踪控制技术

定时比较方式
不用滞环比较器，而是设置一个固定的时钟 以固定采样周期对指令信号和被控量采样，按偏差的极性来控制开关器件通断 在 时 钟 信 号 到 来 时 刻 ， 如 i < i*， 令 V1 通 ， V2 断 ， 使 i 增 大 如 i > i*， 令 V1 断 ， V2 通 ， 使 i 减 小 每个采样时刻的控制作用都使实际电流与指令电流的误差减小 采 用 定 时 比 较 方 式 时 ， 器 件 最 高 开 关 频 率 为 时 钟 频 率 的 1/2 和滞环比较方式相比，电流误差没有一定的环宽，控制的精度低一些
uAB O t
i O
i*U
iU t 图6-25
图 6-25
三 相 电 流 跟 踪 型 PWM 逆 变 电 路 输 出 波 形


采 用 滞 环 比 较 方 式 的 电 流 跟 踪 型 PWM 变 流 电 路 有 如 下 特 点
（ 1） 硬 件 电 路 简 单 （ 2） 实 时 控 制 ， 电 流 响 应 快 （ 3） 不 用 载 波 ， 输 出 电 压 波 形 中 不 含 特 定 频 率 的 谐 波 （ 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 多 （ 5 ） 闭 环 控 制 ， 是 各 种 跟 踪 型 PWM 变 流 电 路 的 共 同 特 点
i*


参数的影响
滞环环宽对跟踪性能的影响：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 电抗器 L 的作用：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
Ud 2 Ud 2
VD1 i
VD2
V1 + i* - i
V2
负载
L 图6-22
图 6-22
Ud 2 Ud 2
滤波器
+ u* u
u
图 6-26
图6-26 电 压跟踪控制电路举例
u * =0 时 ， 输 出 u 为 频 率 较 高 的 矩 形 波 ， 相 当 于 一 个 自 励 振 荡 电 路 u*为 直 流 时 ， u 产 生 直 流 偏 移 ， 变 为 正 负 脉 冲 宽 度 不 等 ， 正 宽 负 窄 或 正 窄 负 宽 的 矩 形 波 u*为 交 流 信 号 时 ， 只 要 其 频 率 远 低 于 上 述 自 励 振 荡 频 率 ， 从 u 中 滤 除 由 器 件 通 断 产 生 的 高 次 谐 波 后 ， 所 得 的 波 形 就 几 乎 和 u* 相 同 ， 从 而 实 现 电 压 跟 踪 控 制
6.3.2

三角波比较方式
基本原理
不是把指令信号和三角波直接进行比较，而是闭环控制 把 指 令 电 流 i * U 、 i * V 和 i * W 和 实 际 输 出 电 流 i U 、 i V 、 i W 进 行 比 较 ，求 出 偏 差 ，放 大 器 A 放 大 后 ，再 和 三 角 波 进 行 比 较 ， 产 生 PWM 波 形 放大器 A 通常具有比例积分特性或比例特性，其系数直接影响电流跟踪特性
6.3.1
滞环比较方式
电流跟踪控制应用最多

基本原理
把 指 令 电 流 i*和 实 际 输 出 电 流 i 的 偏 差 i*-i 作 为 滞 环 比 较 器 的 输 入 比 较 器 输 出 控 制 器 件 V1 和 V2 的 通 断 V 1 （ 或 VD 1 ） 通 时 ， i 增 大 V 2 （ 或 VD 2 ） 通 时 ， i 减 小 通 过 环 宽 为 2 I 的 滞 环 比 较 器 的 控 制 ， i 就 在 i * + I 和 i * - I 的 范 围 内 ，呈 锯 齿 状 地 跟 踪 指 令 电 流
Ud
负 载
C+ C+ C+ -
A A A
- iU + - iV +
i*U Hale Waihona Puke Baidu*V
- iW * i + W
三相三角波 发生电路 图6-27 三角波比较方式电流跟踪型逆变电路
图 6-27


特点
开关频率固定，等于载波频率，高频滤波器设计方便 为改善输出电压波形，三角波载波常用三相 和滞环比较控制方式相比，这种控制方式输出电流谐波少
滞环比较方式电流跟踪控制举例
i
i
i*
i* +I
O i* -I
t
图 6-23
滞 环 比 较 图6-23 方式的指令电流和输出电流


三相的情况
U
V
W
Ud
V1 V4
V3 V6
V5 V2
- iU + i* U
- iV + i*V 图6-24
- iW + i* W
图 6-24
三 相 电 流 跟 踪 型 PWM 逆 变 电 路


采用滞环比较方式实现电压跟踪控制
把 指 令 电 压 u*和 输 出 电 压 u 进 行 比 较 ， 滤除偏差信号中的谐波， 滤波器的输出送入滞环比较器， 由比较器输出控制开关通断，从而实现电压跟踪控制 和电流跟踪控制电路相比，只是把指令和反馈从电流变为电压 输 出 电 压 PWM 波 形 中 含 大 量 高 次 谐 波 ， 必 须 用 适 当 的 滤 波 器 滤 除
6.3
PWM 跟 踪 控制 技 术
PWM 波 形 生 成 的 第 三 种 方 法 — — 跟 踪 控 制 方 法 把希望输出的波形作为指令信号，把实际波形作为反馈信号，通过两者的瞬时值比较来决定逆 变电路各器件的通断，使实际的输出跟踪指令信号变化 常用的有滞 环 比 较 方 式 和三 角 波 比 较 方 式