电力电子技术第7章PPT课件
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•本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位 变化时，结果都要变化。
9
※二 调制法
方法：*将所希望得到的波形作为调制信号 ur *把接受调制的信号作为载波uc (通常采用三角波） *在两波交点时刻控制开关器件的通断，就可以 得到与调制信号ur波形一致的输出信号。
所以，当调制信号ur为正弦波时，自然也就得到SPWM波形。
t
U③u od输出的SPWM 波u 形o f 在两u个o 方向变化，故称之为双 极性SPWM。
O
t
-U d
双极性PW图M6控- 6制方式波形
16
※电路的实现：
思考：工作原理？
17
三相PWM逆变工作原理
Ud 2
+ V1 C U
VD1 V3
VD3 V5
VD5
N'
V
N
Ud 2
+ V4 C
wenku.baidu.com
VD4 V6
VD6 V2W
14
u
O
uo Ud
O -U d
uc
ur
uo
完整 SSPWM电路
u of
t
t
15
（2）双极性SPWM（BSPWM）
※在②U正特c在负点时U两：器c与个①件U方载开r向波的通变U交。c化点在，时调不刻制再控波单制Ur一各的了器正。件负调的两制通个波断半U。周r仍期Ur为内大正，于弦都波。
u
ur
uc
O
21
7.3 PWM的调制方式（在调制电路中体现）
（1）几个基本概念：
载波频率：fc 调制信号频率：fr *载波比：N=fc/fr（即为一个调制周期内所包含的三角 载波 的个数）
22
（2）调制方式的分类：
①同步调制
调制信号周期变化时，载波个数不变
※特点：
✓fr变化时， fc也要相应变化。 ✓因为N不变，半个周期内的脉冲数不变，脉冲相位不变， 正负半周期内的脉冲对称。保证输出波形的对称性。
✓当fr很低时，fc也很低，相邻两个脉冲之间的间距很大， 谐波显著增加，输出发生较大畸变，对负载不利。
23
（2）调制方式的分类：
②异步调制 ※特点：
调制信号周期变化时，载波个数改变
✓fr变化时， fc不变化。
✓N可变，半周期内脉冲数可变，脉冲相位可变，正负半 周期内的脉冲数不对称。
✓当fr高时，N减少，半周期内脉冲减少，与正弦波差异 较大，输出特性变坏。
20V
0V
-20V 0s
5ms
10ms
黄色： 所需波形
15ms
20ms
25ms
30ms
红色：等效的PWM波
8
7.2 PWM的控制方式及逆变实现 ★ 控制方式： 一 计算法
•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。
28
12
（（21））当当VVrr小大与与VVcc时时，， 根根据据调调制制电电路路分分析析，，器器 件件是是何何工工作作状状态态？？
**TT12，，TT44开开通通，，TT21，， TT33关关断断，，UU00==U0d
13
（（1）2）当当VVr大r小与与VVc时c时，， 根根据据调调制制电电路路分分析析，，器 件器是件何是工何作工状作态状？态？
当然，SPWM波形远不止这一种。
ω >t
6
等幅PWM波： 输入电源是恒定直流
直流斩波电路 PWM逆变电路
不等幅PWM形： 输入电源是交流或不是恒定的直流
u
o
ωt
基于面积等效原理进行控制，本质是相同的
7
PWM波形可等效为各种波形：面积等效原理
–直流斩波电路
直流波形
–SPWM波
正弦波形
–等效成其他所需波形，如:
25
问答环节
Q|A 您的问题是？ ——善于提问,勤于思考
26
结束语
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极 的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们
课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边
27
谢谢聆听
THANK YOU FOR LISTENING 演讲者：XX 时间：202X.XX.XX
第7章 PWM控制技术
一 PWM的基本原理
二 PWM控制方式
（1）计算法 （2）调制法
结合
三 PWM在逆变电路中的应用（电压型）
四 PWM调制方式
1
整体概况
概况一
点击此处输入 相关文本内容
01
概况二
点击此处输入 相关文本内容
02
概况三
点击此处输入 相关文本内容
03
2
7.1 PWM的基本理论
理论基础
24
（2）调制方式的分类：
③分段同步调制
同步，异步相结合
※特点：
✓将fr频率分成若干段，在每段内载波比N恒定。
✓fr高的频段，N小，这样fc不至于过高，限制在开关器件 允许的范围以内。
✓fr低的频段，N大，这样fc不至于过低，避免了上述中畸 变带来的不良影响。
✓各频率段本身的N又分别是恒定的。但各段之间的N是 不一样的。
VD2
uuuurrrUVWc
调制 电路
三相桥式PWM逆变器主电路原理图
18
19
SPWM信号的生成方法—软件生成方法 自然采样法——自然采样法的运算比较复杂
； 规则采样法——在工程上更实用的简化方法
，由于简化方法的不同，衍生出多种规则采 样法。
20
※规则采样法
脉宽时间： t2=Tc(1+MsinωtD)/2 间隔时间： t1=t3=（Tc-t2）/2
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。
冲量指窄脉冲的面积 指环节的输出响应波形基本相同
3
思考：利用上理论，如何用一系列方波等效一个正弦波？
4
思考：若要改变等效输出正弦波幅值，可采用什么措施？ 按同一比例改变各脉冲宽度即可。
5
u
O
若
等
PWM波形
效
为
正
弦
波
SPWM波形
当ur 小于uuo c时，相应u o的器件开通， U0= -Ud
Ud
u of
④个在 方调 向O 制 上信 变号化，ur得的到半的个S周P期W内M波，形三也角只波在utc一只个在方一
向上-变U d化，故称之为单极性SPWM。
单极性PW图M6控- 5制方式波形
11
※电路的实现：
（单相全桥PWM逆变电路）
SPWM
单极性SSPWM 双极性BSPWM
10
（1）单极性SPWM（SSPWM）
※特点：①载波uc 在ur正半周，都用正极性三角 波， 在负半周都用负极性三角波。
②在正半周， ur 大于uc时，相应的器件开通， U0=Udu ,当uurc 小于u r uc时，相应的器件关断U0=0
③在负半周O ， ur 大于uc时，相应的器件关断 tU0=0,
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※二 调制法
方法：*将所希望得到的波形作为调制信号 ur *把接受调制的信号作为载波uc (通常采用三角波） *在两波交点时刻控制开关器件的通断，就可以 得到与调制信号ur波形一致的输出信号。
所以，当调制信号ur为正弦波时，自然也就得到SPWM波形。
t
U③u od输出的SPWM 波u 形o f 在两u个o 方向变化，故称之为双 极性SPWM。
O
t
-U d
双极性PW图M6控- 6制方式波形
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※电路的实现：
思考：工作原理？
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三相PWM逆变工作原理
Ud 2
+ V1 C U
VD1 V3
VD3 V5
VD5
N'
V
N
Ud 2
+ V4 C
wenku.baidu.com
VD4 V6
VD6 V2W
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u
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完整 SSPWM电路
u of
t
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（2）双极性SPWM（BSPWM）
※在②U正特c在负点时U两：器c与个①件U方载开r向波的通变U交。c化点在，时调不刻制再控波单制Ur一各的了器正。件负调的两制通个波断半U。周r仍期Ur为内大正，于弦都波。
u
ur
uc
O
21
7.3 PWM的调制方式（在调制电路中体现）
（1）几个基本概念：
载波频率：fc 调制信号频率：fr *载波比：N=fc/fr（即为一个调制周期内所包含的三角 载波 的个数）
22
（2）调制方式的分类：
①同步调制
调制信号周期变化时，载波个数不变
※特点：
✓fr变化时， fc也要相应变化。 ✓因为N不变，半个周期内的脉冲数不变，脉冲相位不变， 正负半周期内的脉冲对称。保证输出波形的对称性。
✓当fr很低时，fc也很低，相邻两个脉冲之间的间距很大， 谐波显著增加，输出发生较大畸变，对负载不利。
23
（2）调制方式的分类：
②异步调制 ※特点：
调制信号周期变化时，载波个数改变
✓fr变化时， fc不变化。
✓N可变，半周期内脉冲数可变，脉冲相位可变，正负半 周期内的脉冲数不对称。
✓当fr高时，N减少，半周期内脉冲减少，与正弦波差异 较大，输出特性变坏。
20V
0V
-20V 0s
5ms
10ms
黄色： 所需波形
15ms
20ms
25ms
30ms
红色：等效的PWM波
8
7.2 PWM的控制方式及逆变实现 ★ 控制方式： 一 计算法
•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。
28
12
（（21））当当VVrr小大与与VVcc时时，， 根根据据调调制制电电路路分分析析，，器器 件件是是何何工工作作状状态态？？
**TT12，，TT44开开通通，，TT21，， TT33关关断断，，UU00==U0d
13
（（1）2）当当VVr大r小与与VVc时c时，， 根根据据调调制制电电路路分分析析，，器 件器是件何是工何作工状作态状？态？
当然，SPWM波形远不止这一种。
ω >t
6
等幅PWM波： 输入电源是恒定直流
直流斩波电路 PWM逆变电路
不等幅PWM形： 输入电源是交流或不是恒定的直流
u
o
ωt
基于面积等效原理进行控制，本质是相同的
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PWM波形可等效为各种波形：面积等效原理
–直流斩波电路
直流波形
–SPWM波
正弦波形
–等效成其他所需波形，如:
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问答环节
Q|A 您的问题是？ ——善于提问,勤于思考
26
结束语
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极 的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们
课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边
27
谢谢聆听
THANK YOU FOR LISTENING 演讲者：XX 时间：202X.XX.XX
第7章 PWM控制技术
一 PWM的基本原理
二 PWM控制方式
（1）计算法 （2）调制法
结合
三 PWM在逆变电路中的应用（电压型）
四 PWM调制方式
1
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
2
7.1 PWM的基本理论
理论基础
24
（2）调制方式的分类：
③分段同步调制
同步，异步相结合
※特点：
✓将fr频率分成若干段，在每段内载波比N恒定。
✓fr高的频段，N小，这样fc不至于过高，限制在开关器件 允许的范围以内。
✓fr低的频段，N大，这样fc不至于过低，避免了上述中畸 变带来的不良影响。
✓各频率段本身的N又分别是恒定的。但各段之间的N是 不一样的。
VD2
uuuurrrUVWc
调制 电路
三相桥式PWM逆变器主电路原理图
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19
SPWM信号的生成方法—软件生成方法 自然采样法——自然采样法的运算比较复杂
； 规则采样法——在工程上更实用的简化方法
，由于简化方法的不同，衍生出多种规则采 样法。
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※规则采样法
脉宽时间： t2=Tc(1+MsinωtD)/2 间隔时间： t1=t3=（Tc-t2）/2
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。
冲量指窄脉冲的面积 指环节的输出响应波形基本相同
3
思考：利用上理论，如何用一系列方波等效一个正弦波？
4
思考：若要改变等效输出正弦波幅值，可采用什么措施？ 按同一比例改变各脉冲宽度即可。
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u
O
若
等
PWM波形
效
为
正
弦
波
SPWM波形
当ur 小于uuo c时，相应u o的器件开通， U0= -Ud
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④个在 方调 向O 制 上信 变号化，ur得的到半的个S周P期W内M波，形三也角只波在utc一只个在方一
向上-变U d化，故称之为单极性SPWM。
单极性PW图M6控- 5制方式波形
11
※电路的实现：
（单相全桥PWM逆变电路）
SPWM
单极性SSPWM 双极性BSPWM
10
（1）单极性SPWM（SSPWM）
※特点：①载波uc 在ur正半周，都用正极性三角 波， 在负半周都用负极性三角波。
②在正半周， ur 大于uc时，相应的器件开通， U0=Udu ,当uurc 小于u r uc时，相应的器件关断U0=0
③在负半周O ， ur 大于uc时，相应的器件关断 tU0=0,