电力电子 PWM控制技术

合集下载

PWM控制的基本原理及相关概念

PWM控制的基本原理及相关概念PWM（Pulse Width Modulation）即脉宽调制，是一种常用的控制技术，广泛应用于电力电子、自动控制和通信等领域。

它通过调整脉冲信号的脉宽来实现对电路、设备或系统的精确控制。

PWM控制的基本原理是利用高电平和低电平的脉冲信号的占空比（即高电平时间与周期时间的比值）来控制输出信号的幅度、频率和相位等参数。

脉冲信号的高电平部分被称为脉宽，低电平部分称为空闲时间，整个脉冲周期的时间为周期。

脉冲信号的频率是指单位时间内脉冲信号的周期数。

PWM控制可以通过改变脉冲信号的占空比来调节输出信号的平均值，从而实现对电路或设备的控制。

占空比越大，输出信号平均值越大，反之则越小。

通过周期性的高低电平的切换，PWM能够提供多种输出级别，具有高效、精确度高等优点。

在PWM控制中，常用的术语包括周期（T）、频率（F）、占空比（Duty Cycle）、调制周期（Modulation Period）等概念。

周期是指脉冲信号一个完整的周期所需要的时间，频率是指单位时间内脉冲信号的周期数。

占空比是指高电平时间与周期时间的比值，通常使用百分比表示。

调制周期是指脉冲信号的一个周期中所包含的波形个数。

例如，当频率为10kHz的PWM信号的调制周期为32，表示每个脉冲周期内有32个波形。

PWM控制的优点之一是其宽广范围的应用。

它可以控制电机的转速、大功率的电磁阀、LED的亮度、音频放大器的音量等。

PWM还可以实现数字-模拟转换（DAC）功能，将数字信号转换为模拟信号输出。

此外，PWM信号的幅度、频率和相位可以通过改变调制器的控制参数来实现，具有很高的灵活性。

PWM控制的实现方式有多种，常用的方法包括基于定时器的PWM控制、比较器型PWM控制、电流型PWM控制等。

其中，基于定时器的PWM控制是最常见的方法。

它通过定时器的计数和比较功能产生PWM信号，可以根据需求来设定周期、占空比等参数，从而实现对输出信号的控制。

电力电子技术中的PWM控制器故障排除与维修方法

电力电子技术中的PWM控制器故障排除与维修方法PWM（脉宽调制）控制器是电力电子技术中常用的一种控制装置，广泛应用于变频器、电机驱动器、直流电源和逆变器等电力设备中。

然而，在实际应用中，PWM控制器也可能出现故障，影响设备的正常运行。

本文将针对PWM控制器的故障排除与维修方法进行探讨。

一、故障排除方法1. 确认故障现象在开始故障排除之前，我们首先需要确认故障现象，例如设备出现异常电流、无输出或者无法启动等问题。

对于PWM控制器的故障排除，首先要观察其输出波形是否正常，判断故障点所在。

2. 检查电路连接PWM控制器的故障有时候可能是由于电路连接不良引起的，因此需要仔细检查电路的连接情况。

检查电源线、信号线、地线等连接是否牢固，是否有松动或者接触不良的情况。

3. 检查电源供应在PWM控制器的正常工作中，电源供应起着至关重要的作用。

因此，我们需要检查电源输入是否正常，包括电压、电流和频率等参数。

另外，还需要检查电源线是否受到干扰或者噪声的影响，如果有的话需要采取相应的屏蔽措施。

4. 检查控制信号PWM控制器通过接收控制信号来调节输出波形的占空比，因此在故障排除过程中需要检查控制信号是否正确。

可以通过示波器或者逻辑分析仪等工具对控制信号进行监测，确保其频率和占空比等参数符合要求。

5. 检查保护电路PWM控制器通常设有过载保护、过流保护、过温保护等功能，以保证设备的安全运行。

在故障排除时，需要检查这些保护电路是否正常工作，是否触发了保护动作。

二、维修方法1. 更换故障元件当确认了PWM控制器的故障点后，可以根据具体情况选择更换故障元件。

例如，如果PWM控制器的驱动芯片损坏了，可以尝试更换新的驱动芯片；如果PWM控制器的电源模块损坏了，可以更换相应的电源模块。

2. 修复电路板如果PWM控制器的故障是由于电路板的损坏引起的，可以尝试修复电路板。

修复电路板的具体方法有很多，可以根据具体情况选择合适的修复方式，例如焊接、替换元件等。

PWM 控制技术

图15 SPWM 的谐波分析
5.7 异步调制和同步调制
异步调制载波和信号波不保持同步的调制方式称为异步调制。保持载波频率fc固定不变，因而当调制波频率fr变化时，载波比N是变化的。在信号波的半个周期内，PWM的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲可能不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也可能不对称。同步调制载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。三相SPWM逆变电路中，通常公用一个三角载波，且取载波比N为3的整数倍，以使三相输出波形严格对称，为了保证双极性调制时每相波形的正、负半波对称，N应取奇数。信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。分段同步调制将异步调制和同步调制结合起来，成为分段同步调制方式。在不同的频率段采用异步，在同一频段采用同步，结合了异步和同步的优点。
V1m =
Vdc ×m 2
FFT window: 2 of 6 cycles of selected signal 100 50 0 -50 -100
0.07
0.075
0.08 0.085 Time (s)
0.09
0.095
0.07
0.075
0.08 0.085 Time (s)
0.09
0.095
Fundamental (60Hz) = 158.7 , THD= 137.34%
图3 SPWM的原理
5.3 SPWM 控制方法
计算法：实时在线计算困难调制法（三角波交点法）把希望输出的波形作为调制波，等腰三角形作为载波，通过对载波的调制得到希望输出的PWM波形。 1）单极性调制：三角波载波在半个周期内只在1个方向变化，所得的PWM波形也只能在单极性范围内变化。优点：电压电流波动小，开关器件的电压、电流应力小缺点：生成困难 2）双极性调制：三角波载波在半个周期内在正负2个方向变化，所得的PWM波形也在2个方向变化。缺点：电压电流波动较大，器件缺点电压、电流应力较大优点：生成容易优点

《电力电子技术》(第六七八章)习题答案

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以正弦PWM 控制为例。

把正弦半波分成N 等份，就可把其看成是N 个彼此相连的脉冲列所组成的波形。

这些脉冲宽度相等，都等于π/N ，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。

如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而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，就得到PWM 波形。

各PWM 脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。

根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。

对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。

可见，所得到的PWM 波形和期望得到的正弦波等效。

2．设图6-3中半周期的脉冲数是5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。

解：将各脉冲的宽度用i（i =1, 2, 3, 4, 5）表示，根据面积等效原理可得1=m5m 2d sin U t t U ⎰πωω=502cos πωt - =0.09549(rad)=0.3040(ms)2=m525m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=5252cos ππωt -=0.2500(rad)=0.7958(ms)3=m5352m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=53522cos ππωt -=0.3090(rad)=0.9836(ms)4=m5453m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=2=0.2500(rad)=0.7958(ms)5=m54m2d sin U tt Uωϖππ⎰=1=0.0955(rad)=0.3040(ms)3. 单极性和双极性PWM 调制有什么区别？三相桥式PWM 型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM 波形各有几种电平？答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM 波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM 控制方式。

电力电子技术中的PWM控制器故障排除方法

电力电子技术中的PWM控制器故障排除方法在电力电子技术中，PWM（脉宽调制）控制器是一种常用的电路设备，用于调节电路中的直流电压。

然而，由于各种原因，PWM控制器可能会出现故障，导致设备不正常工作。

本文将介绍一些常见的PWM控制器故障排除方法，帮助读者快速识别和解决问题。

一、PWM控制器无法正常工作1.1 电源问题首先要检查PWM控制器的电源供应是否正常。

可以使用万用表测量电源电压，确保电压值在规定范围内。

1.2 输入信号问题PWM控制器的输入信号可能没有正确连接或者信号源出现故障。

检查输入信号连接是否良好，以及信号源是否正常。

1.3 输出问题若PWM控制器输出电压不稳定或者无法产生脉冲信号，可能是输出电容损坏或者输出负载过大。

尝试更换输出电容，或者降低负载电流。

二、PWM控制器温度过高一些PWM控制器在工作过程中可能会发热，但若温度过高可能会影响设备的性能和寿命。

这里介绍几种排除PWM控制器温度过高的方法：2.1 散热器问题检查PWM控制器散热器是否正常工作。

如果散热器表面有灰尘或者杂物，应及时清理。

并确保散热器与散热风扇之间的连接良好，风扇工作正常。

2.2 过载问题PWM控制器可能在过载情况下工作，导致温度升高。

确保PWM 控制器的输入和输出都在规定电流范围内，并检查负载电流是否超过PWM控制器的额定值。

三、PWM控制器信号失真PWM控制器信号失真可能会导致输出电压波形不正常，进而影响整个电力电子系统的正常运行。

下面是一些解决PWM控制器信号失真问题的方法：3.1 滤波问题检查PWM控制器输出端的滤波电容是否损坏，如有需要可以更换新的滤波电容。

此外，还应检查滤波电容的连接是否良好。

3.2 信号干扰PWM控制器的信号可能受到电磁干扰或者其他干扰源的影响，进而引起信号失真。

在布置电子设备时，应尽量避免与其他电磁源附近的布线接触。

四、PWM控制器保护功能失效PWM控制器通常拥有过流、过压、过温等保护功能，当电路中出现异常时会自动切断电源以避免损坏。

pwm整流原理

pwm整流原理PWM（脉宽调制）整流原理脉宽调制（PWM）是一种常用的电子控制技术，它通过改变电信号的脉冲宽度来实现电能的调节和控制。

PWM整流技术在电力电子领域有着广泛的应用，特别是在直流电源、变频器、逆变器等电力电子设备中。

PWM整流原理是将交流电信号转换为直流电信号的一种方法。

其基本原理是利用开关管（如晶闸管或功率MOS管）控制电流的导通和截止，通过改变开关管的导通时间比例，来控制输出电压和电流的大小。

PWM整流技术的优点之一是能够实现高效的能量转换。

由于开关管在导通状态下具有较低的电压降，因此能够减少能量的损耗。

而且，通过改变开关管的导通时间比例，可以实现对输出电压和电流的精确控制，提高系统的稳定性和精度。

PWM整流技术的另一个优点是能够实现电能的变换和传递。

在PWM整流系统中，输入的交流电经过整流和滤波处理后，被转换为稳定的直流电。

这种直流电可以进一步用于驱动各种电力电子设备，实现电能的变换和传递。

在PWM整流系统中，脉宽调制信号的频率和占空比是两个重要的参数。

频率决定了开关管的开关速度，而占空比则决定了开关管导通和截止的时间比例。

通过合理选择这两个参数，可以实现输出电压和电流的精确控制。

在实际应用中，PWM整流技术通常需要配合控制器或微处理器来实现。

控制器通过对输入信号进行采样和处理，得到脉宽调制信号的频率和占空比，并控制开关管的导通和截止。

这样，就可以实现对输出电压和电流的精确控制。

需要注意的是，PWM整流技术在实际应用中还存在一些问题和挑战。

例如，开关管的导通和截止会产生较大的电压和电流冲击，需要合理设计电路和采取保护措施。

此外，PWM整流系统的稳定性和可靠性也需要进行充分的测试和验证。

PWM整流技术是一种实现电能调节和控制的重要方法。

通过改变开关管的导通和截止时间比例，可以实现对输出电压和电流的精确控制。

同时，PWM整流技术还具有高效能量转换和电能变换传递的优点。

然而，在实际应用中需要充分考虑电路设计和保护措施，以确保系统的稳定性和可靠性。

简述pwm控制技术原理

简述pwm控制技术原理
脉宽调制（PWM）是一种常用的电子控制技术，通过调节信号的占空比来控制输出信号的平均功率。

PWM控制技术常用于电力电子、自动控制、通信等领域。

PWM控制技术的原理如下：
1. 基本原理：PWM控制技术基于周期性的高电平（ON）和低电平（OFF）信号。

在一个固定的时间周期内，通过改变高电平和低电平信号的持续时间比例（即占空比），可以实现对输出信号的平均功率的调节。

2. 信号生成：PWM控制技术需要产生一个周期性的方波信号作为控制信号。

可以使用定时器或计数器来生成这个周期性的信号，根据设定的频率来确定每个周期的时间长度。

3. 调节占空比：在每个周期内，通过改变高电平信号的持续时间来调节占空比。

占空比定义为高电平信号的持续时间与一个周期的总时间之比。

例如，一个占空比为50%的PWM信号表示高电平和低电平信号的时间相等。

4. 输出控制：PWM信号经过一个滤波器，将高频的方波信号转换为模拟信号。

根据PWM 信号的占空比，滤波器输出的模拟信号的平均值相应地调节。

通过控制占空比，可以实现对输出信号的电压、电流或功率进行精确的控制。

PWM控制技术的优点包括高效性、精确性和可靠性。

由于输出信号是由开关器件的开关状态决定的，因此可以快速响应和调节输出信号。

PWM技术广泛应用于电机控制、LED调光、电源变换器等领域，以实现精确的控制和节能的效果。

电力电子第6章脉宽调(PWM)技术

同一相上下两臂的驱动信号互补，为防止上下臂直通而造成短路，留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。
O
u UN'
Ud
2
O
?
Ud 2
u VN'
Ud
2O
?
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

功率电子系统中的PWM控制技术

功率电子系统中的PWM控制技术功率电子系统中的PWM控制技术是一种广泛应用于电力电子变换器中的调节技术，通过改变脉冲宽度模拟模拟信号的幅值，从而实现对输出电压和电流的精确控制。

PWM控制技术在各种功率电子设备中都有重要的应用，例如交流调直流电源、逆变器、电机驱动器等。

本文将着重介绍功率电子系统中的PWM控制技术的原理、特点以及在实际应用中的优势。

首先，PWM控制技术的原理是通过不同占空比的脉冲信号来控制开关器件的导通时间，从而调节输出电压和电流。

采用PWM控制技术可以实现高效率的电能转换，减小能量损耗，提高系统的稳定性和可靠性。

此外，PWM控制技术还可以实现对电压、电流的精确控制，满足不同负载条件下的需求。

因此，PWM控制技术在功率电子系统中具有重要意义。

其次，PWM控制技术具有多种特点，例如控制精度高、响应速度快、可靠性强、具有较高的效率等。

由于PWM控制技术可以根据实际需要更改脉冲信号的占空比，因此可以实现对输出电压和电流的精确控制。

同时，PWM控制技术的响应速度非常快，可以在瞬时内对系统进行调节，提高系统的动态性能。

此外，PWM 控制技术采用数字控制方式，具有较高的稳定性和可靠性，可以实现长时间稳定工作。

最重要的是，PWM控制技术能够有效减小系统的能量损耗，提高整体效率，在功率电子系统中有着广泛的应用。

在实际应用中，PWM控制技术在各种功率电子设备中都有着重要的作用。

比如在交流到直流电源变换器中，PWM控制技术可以实现对输出电压的调整，保证输出电压稳定；在逆变器中，PWM控制技术可以实现对输出电压和频率的精确控制，适用于各种应用场景；在电机驱动器中，PWM控制技术可以实现对电机速度的精确控制，提高系统的动态性能。

此外，PWM控制技术还可以在UPS电源、光伏逆变器、风力发电系统等领域中发挥重要作用，为现代电力系统的稳定运行提供支持。

综上所述，功率电子系统中的PWM控制技术是一种重要的调节技术，具有控制精度高、响应速度快、能量损耗低等优点。

电力电子技术中的PWM调制技术详解

电力电子技术中的PWM调制技术详解在现代工业领域中，电力电子技术扮演着至关重要的角色。

PWM （脉宽调制）技术作为电力电子技术的核心之一，已经广泛应用于各种电源和驱动系统中。

本文将深入探讨PWM调制技术的原理、应用和优势。

1. PWM调制技术的原理PWM调制技术是通过改变脉冲宽度的方式来控制电路输出的一种方法。

其基本原理是将模拟信号转换为脉冲信号，通过调整脉冲的宽度来控制输出电压或电流的大小。

PWM信号的脉冲宽度与所需输出信号的幅值成正比。

在PWM调制技术中，常用的脉冲产生方法包括比较器法、计数器法和改进型PWM等。

其中，比较器法是最常用的一种方法。

该方法通过一个比较器将输入信号与一定频率、恒定幅度的三角波进行比较，从而产生脉冲宽度调制的信号。

2. PWM调制技术的应用PWM调制技术已经广泛应用于各种电力电子设备和系统中。

以下是几个常见的应用领域：2.1 变频调速系统PWM调制技术在变频调速系统中起到了关键作用。

通过调整PWM 信号的脉冲宽度，可以实现对电机转矩和转速的精确控制。

这种技术的应用使得电机的运行更加稳定、高效，并且节省能源。

2.2 电力逆变器电力逆变器是将直流电能转换为交流电能的设备，广泛应用于太阳能发电、风能发电等领域。

PWM调制技术能够有效地控制逆变器的输出波形质量，提高逆变器的效率和稳定性。

2.3 电源管理系统在电源管理系统中，PWM调制技术能够实现电源的高效转换和稳定输出。

通过精确控制PWM信号的脉冲宽度，可以实现电源的输出电压的调节和稳定，以满足不同电器设备的需求。

3. PWM调制技术的优势PWM调制技术相比传统的模拟控制方法具有以下优势：3.1 高精度控制PWM调制技术能够精确调节输出信号的幅度，通过调整脉冲宽度来实现高精度控制。

这种精准性在很多需要精确控制的领域非常重要，比如电机调速系统和逆变器控制系统。

3.2 高效能转换由于PWM调制技术只有两种状态（高电平和低电平），因此能量损耗相对较小，能够实现高效率的能量转换。

电力电子技术第七章PWM控制技术

7.2.1 计算法和调制法 7.2.2 异步调制和同步调制 7.2.3 规则采样法 7.2.4 PWM逆变电路的谐波分析
5
7.2.1 计算法和调制法
■计算法 ◆根据逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内
的脉冲数,将PWM波形中各脉冲的宽度和间隔准确计算出来,按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断,就可以得到所需要的PWM波形,这种方法称之为计算法.
负载相电压的PWM波由±2/3Ud、±1/3Ud和0 共5种电平组成.
◆为了防止上下两个臂直通而造成短路,在上图7-8 三相桥式PWM逆变电路波形下两臂通断切换时要留一小段上下臂都施加
关断信号的死区时间.
12
7.2.1 计算法和调制法
图7-9 特定谐波消去法的输出PWM波形
■特定谐波消去法 ◆是计算法中一种较有代表性的方法. ◆如果在输出电压半个周期内开关器件开通和关断各k次,考虑到
◆在fr低的频段采用较高的载波比,以使fc不致过低而对负载产生不利影响.
◆为了防止fc在切换点附近的来回跳动,在各频率切换点采用了滞后切换的方法.
◆有的装置在低频输出时采用异步调
制方式,而在高频输出时切换到同步调制方式,这样可以把两者的优点结合起来, 和分段同步方式的效果接近.
19
7.2.3 规则采样法
高频段略有差异. ◆实例 ☞将图7-1a、b、c、d所示的脉冲作为输入,加在图7-2a所示的R-L
电路上,设其电流it为电路的输出,图7-2b给出了不同窄脉冲时it的响应波形.
图7-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
图7-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形
3
7.1 PWM控制的基本原理
■用PWM波代替正弦半波

电力电子变换器pwm技术原理与实践

电力电子变换器pwm技术原理与实践PWM技术（脉冲宽度调制技术）是电力电子变换器中重要的调制控制技术之一，是将等压源储存能量后释放出来的一种技术。

PWM技术可将低频电压或电流变换成高频的和形式的脉冲信号，从而实现直流到交流的变换。

一、PWM技术原理1. 原理：PWM技术的原理是利用函数的变化，基本原理是将一定脉冲宽度、频率的脉冲序列与被调制的电压或电流信号相乘，然后再经过电源和负载滤波，实现按比例传递源端相应值的变换能量。

2. 调节方式：PWM技术的调节方式一般有两种，即脉冲宽度调节方式和脉冲形式调节方式。

脉冲宽度调节方式通过改变每个正弦波的宽度来调整相应的参数，而脉冲形式调节方式则是在相同的频率下改变每个正弦波的形状。

3. 工作原理：PWM技术的converter的工作原理是：将低频电压或电流通过信号脉冲（PWM）调节放大器转换成高频的和形式的脉冲，进行标准化电网恰当值的变换，通过滤波器不断再反馈调整脉冲大小，均衡负载，实现恰当的电压、功率及谐波信号等准确参数以传输恰当能量。

二、PWM技术在电力电子变换器中的实践1. PWM控制电磁转向器：电磁转向器是将直流电源由低压高电流变换为高压低电流的装置，它的工作原理是利用晶闸管开关的动作，根据PWM技术的调节，使电磁转化器的换向过程中实现电压降低和电流变化。

2. PWM控制变压器：变压器是将低压电力变换到高压电力的装置，其基本原理是将电压和电流依次变换成高频的和形式的脉冲，根据PWM技术的不同调整模式，实现直流到交流的变换，实现变压器工作的目的。

3. PWM控制整流器：整流器是电力电子变换器中的最重要的组成部分，它的主要作用是将直流电源的电压变换为按比例的电流，通过PWM技术的控制，改变晶闸管的开启时间，从而调整电压和电流数值，实现整流器工作的目的。

4. PWM控制检测电路：由于电路调整变化会影响电力电子变换器中电压和电流的变化，所以需要在电力电子变换器中引入检测电路，及时侦测电路调整参数变化，对其参数进行调校，实现恰当电压和电流值的检测。

PWM技术概述范文

PWM技术概述范文PWM（Pulse Width Modulation）技术是一种常用于控制电平、电流或输出功率的调制技术。

它通过调整脉冲的占空比来实现对设备的精确控制。

PWM技术广泛应用于电力电子领域和自动化控制系统中，具有高效、精确、可调性强等特点。

本文将从原理、应用领域、优缺点等多个方面对PWM技术进行详细概述。

一、PWM技术原理PWM技术基于脉冲信号的控制，通过改变脉冲的占空比来调节输出信号的特性。

具体来说，PWM技术将要控制的信号划分为若干个等宽的时间段（通常为周期的分之一），然后根据控制要求，调整每个时间段内的高电平和低电平的持续时间或占空比，以达到调节信号特性的目的。

PWM技术的核心是脉冲的占空比。

占空比是指高电平信号在周期内的占比，通常用百分比表示。

占空比越大，高电平信号持续的时间越长；占空比越小，高电平信号持续的时间越短。

通过改变占空比，可以实现对电平、电流或输出功率的精确控制。

二、PWM技术的应用领域1.电力电子领域：PWM技术在交流调压器、交流变频器、电力因数校正器等设备中得到广泛应用。

通过PWM技术的精确控制，可以实现电能的高效转换和精确输出。

2.电机控制领域：PWM技术广泛应用于电机控制中，可以实现电机的精确控制和节能调速。

例如，通过改变PWM信号的占空比，可以调节电机转速和输出功率。

3.光电领域：PWM技术在LED驱动、太阳能电池等设备中得到广泛应用。

通过调整PWM信号的占空比，可以精确控制LED的亮度和太阳能电池的充放电速度。

4.自动化控制系统：PWM技术在自动化控制系统中得到广泛应用，如温度控制、电压控制、电流控制等。

通过PWM技术的精确控制，可以实现对系统的稳定调节和精确控制。

三、PWM技术的优点1.高效：PWM技术通过调整脉冲的占空比来实现对设备的精确控制，可以最大限度地提高设备的能量利用率，实现高效供电。

2.精确：PWM技术通过对脉冲的时长和占空比的调整，可以精确地控制设备的输出水平，满足不同应用场景的需求。

电力电子技术中的PWM调制技术有哪些应用

电力电子技术中的PWM调制技术有哪些应用在电力电子技术中，PWM调制技术是一种广泛应用的调制技术。

PWM，即脉宽调制技术，是通过改变波形的脉冲宽度来实现信号的调制。

PWM调制技术可以在电力电子领域的多个应用中发挥重要作用。

本文将介绍一些主要的PWM调制技术在电力电子中的应用。

一、单极性PWM调制技术单极性PWM调制技术是一种常用的PWM调制技术之一。

它通过改变脉冲信号的脉宽来调制信号。

单极性PWM调制技术主要应用于直流电压调制器中。

直流电压调制器是一种常见的电力电子装置，广泛用于交流电源的整流、电机驱动、电力传输等领域。

通过采用单极性PWM调制技术，可以有效控制直流电压调制器的输出波形，提高电力系统的效率和稳定性。

二、双极性PWM调制技术双极性PWM调制技术是另一种常见的PWM调制技术。

它与单极性PWM调制技术相比，具有更高的控制精度和更低的谐波含量。

双极性PWM调制技术主要应用于逆变器中。

逆变器是将直流电源转换为交流电源的装置，广泛应用于太阳能发电、风能发电、电动车等领域。

通过采用双极性PWM调制技术，可以实现逆变器的精确控制，提高逆变器的输出质量和效率。

三、多级PWM调制技术多级PWM调制技术是一种应用广泛的PWM调制技术。

它主要用于多级变换器中，包括多级逆变器和多级变频器。

多级变换器是一种高性能的电力电子装置，适用于大容量电力系统和高效能电力传输。

通过采用多级PWM调制技术，可以实现多级变换器的高精度控制和低谐波输出，提高电力系统的负载能力和传输效率。

四、空间矢量PWM调制技术空间矢量PWM调制技术是一种先进的PWM调制技术。

它通过改变空间矢量的大小和方向来调制信号。

空间矢量PWM调制技术主要应用于矩阵变换器和多电平逆变器中。

矩阵变换器是将电能从一种形式转换为另一种形式的一种装置，广泛应用于高压直流输电、风力发电等领域。

多电平逆变器是一种高效能逆变器，适用于大容量交流电源的电机驱动和电力传输。

电力电子变频器及PWM控制原理

电力电子变频器及PWM控制原理电力电子变频器是一种能够将直流电转换为交流电的装置，广泛应用于各种电气设备中。

它通过控制开关管的导通和断开，改变电流的方向和大小，从而实现对交流电的控制。

而PWM控制原理是一种调制技术，通过调节脉冲宽度的大小来控制开关管的导通时间，进而控制变频器输出的电压和频率。

电力电子变频器的基本结构包括整流器、逆变器和控制电路。

整流器将交流电转换成直流电，供给逆变器使用。

逆变器则根据控制信号，通过开关管的导通和断开，将直流电转换为交流电，输出所需的电压和频率。

而控制电路则负责产生控制信号，并对逆变器中的开关管进行逻辑控制。

PWM控制原理是一种通过调制技术对开关管的导通时间进行控制的方法。

在PWM控制中，控制信号根据设定的输出电压和频率来生成，通常采用固定频率的脉冲信号来控制开关管的导通时间。

开关管导通的脉冲信号可以通过比较器和三角波信号相比较来产生，从而确定开关管的导通时间。

当三角波信号的幅值高于比较器输出时，开关管导通；反之，开关管断开。

通过控制比较器输出的电平，可以调节开关管的导通时间和导通率，从而控制输出电压和频率。

PWM控制原理的关键是确定开关管的导通时间，即脉宽。

脉宽的大小决定了开关管的导通率，进而影响输出电压和频率。

当脉宽较大时，开关管导通的时间较长，输出电压较高；当脉宽较小时，开关管导通的时间较短，输出电压较低。

通过这种方式，可以实现对输出电压和频率的精确控制。

在实际应用中，PWM控制原理广泛应用于电力电子变频器中。

通过将PWM控制与逆变器结合，可以实现对输出电压和频率的精确控制。

而且，PWM控制原理具有调制频率固定、控制精度高、响应速度快等优点，因此成为电力电子变频器中常用的控制方法之一总而言之，电力电子变频器和PWM控制原理是现代电力系统中重要的技术。

电力电子变频器通过控制开关管的导通和断开，实现对交流电的控制；而PWM控制原理则通过调节脉冲宽度的大小来控制开关管的导通时间，实现对输出电压和频率的精确控制。

PWM控制技术

◆ SPWM波形——脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的 PWM波形。 ■PWM波形可分为等幅PWM波和不等幅PWM波两种，由直流电源产生的PWM波通常是等幅 PWM波。 ■基于等效面积原理，PWM波形还可以等效成其他所需要的波形，如等效所需要的非正弦交流波形等。
图7-3 用PWM波代替正弦半波
uUN'
Ud 2
O
Ud 2
t
对称和一相的PWM波正负
半周镜对称，取N为3的整
uVN' O uWN' O t t
数倍且为奇数。
同步调制三相PWM波形
◆当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的fc也很
u
urU
uc urV
urW
O
t
低，fc过低时由调制带来的
谐波不易滤除，当负载为
uUN'
Ud 2
等效面积法自然采样法规则采样法(对称和不对称规则采样法)
SPWM控制的实现方法
按照SPWM控制的基本原理，在正弦波和三角载波的自然交点时刻控制功率开关的通断，这种生成 SPWM波形的方法自然采样法
规则采样法
工程实用方法，效果接近自然采样法，计算量比自然采样法小得多
1.自然采样法
PWM控制技术
目录
1 、PWM控制的理论基础
2、计算法和调制法 3、单、双极性 PWM控制技术 4、异步调制和同步调制 5、SPWM波形的生成法
引言
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波形（含形状和幅值）。特点：能模拟任意波形。作用：提高电力电子装置性能，开拓广阔领域。应用：整流，斩波，交交变流，逆变，组合变流

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。

电力电子技术——无源逆变电路及PWM控制技术(04-05)

半波镜对称：通常要求正负半周对应的PWM波形半波镜对称，以消除偶次谐波。通常四分之一波也要对称。
uo
+Ud/2
0
t
t1
-Ud/2
图8-21 两点式（双极性）PWM波形
• 两点式PWM波形不如三点式波形更逼近正弦：要达到同样的基波、谐波成分要求，两点式PWM 需要更高的开关频率，每半周脉冲个数N要增大。三点式PWM采用较低的开关频率可以获得较好的波形质量，故开关损耗小，更适用于大功率逆变器。但实际上，直接输出三点式PWM波形的三点式逆变器往往主电路结构比较复杂，使用器件较多。所以，目前直接输出两点式PWM波形的两点式逆变器应用较多。
• 改变等效正弦波（基波）的幅值：根据PWM波形的面积等效原理，要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按照同一比例系数改变各脉冲的宽度（占空比）即可。
• 输出电压为方波或阶梯波的电压型逆变电路，谐波比重大。传统的120、180导电方式控制的逆变器已远不能适应技术发展的要求。随着现代电力电子技术及计算机控制技术的发展，快速全控型功率器件性能越来越完善，器件的开关频率越来越高，容量也越来越大，为研制高性能变频器提供了良好的条件。PWM控制技术是目前在电力电子领域研究和应用的热点，得到了非常广泛的应用。逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。
§8.4 PWM控制的基本原理
• 面积等效原理：将正弦半波分成N等份，就可以把正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于π/N，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而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，这就是PWM波形。各脉冲的幅值相等，宽度按正弦规律变化。PWM波形和正弦半波等效，即面积等效原理。对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。

电力电子技术中的PWM调制方法及其优缺点

电力电子技术中的PWM调制方法及其优缺点电力电子技术在现代电力系统中扮演着重要的角色，PWM调制方法作为其中的重要技术手段之一，广泛应用于各类电力电子设备中。

本文将介绍PWM调制方法的基本原理，不同类型的PWM调制技术，并探讨其优缺点。

一、PWM调制方法的基本原理PWM（Pulse Width Modulation）调制方法是一种通过改变脉冲信号的宽度来控制输出电压的技术。

其基本原理是将模拟信号转换为数字信号，然后通过改变数字信号的脉冲宽度来控制输出信号的幅值。

二、常见的PWM调制技术1. 脉冲位置调制（PPM）脉冲位置调制是通过改变脉冲信号的位置来控制输出电压的技术。

它的特点是脉冲宽度不变，只改变脉冲的位置。

优点是调制电路简单，缺点是对于非线性负载的适应性较差。

2. 脉冲幅度调制（PAM）脉冲幅度调制是通过改变脉冲信号的幅度来控制输出电压的技术。

它的特点是脉冲位置固定，只改变脉冲的幅度。

优点是控制精度高，缺点是谐波较多。

3. 脉冲宽度调制（PWM）脉冲宽度调制是通过改变脉冲信号的宽度来控制输出电压的技术。

它的特点是脉冲幅度固定，只改变脉冲的宽度。

与前两种调制技术相比，PWM调制具有调制电路简单、波形失真小、谐波含量低等优点。

三、PWM调制方法的优点1. 高效性：PWM调制方法可以实现高效能的能量转换，通过控制功率开关器件的通断，可以大大提高能量转换效率。

2. 控制精度高：PWM调制方法可以精确地控制输出电压或电流的大小，使电力电子设备在工作过程中具有良好的稳定性和可靠性。

3. 可调性强：PWM调制方法可以根据需要灵活调节输出信号的幅度和频率，满足不同场合下的需求。

四、PWM调制方法的缺点1. 电磁干扰：由于PWM调制方法通过纯数字控制开关器件的通断，会产生高频的脉冲信号，可能引起电磁干扰问题。

2. 谐波问题：PWM调制方法产生的输出信号中含有较多的谐波成分，可能对其他设备产生干扰。

3. 开关损耗：当PWM调制方法需要高频切换时，开关器件的通断损耗会增加，会造成能量的浪费。