第二节逆变电路及其控制方法优秀课件

u
uc ur
● ur 正半周，V1保持通， O
t
V2 保持断
● 当 ur > uc 时使V4通，
uo Ud
V3 断，uo=Ud
uo u of
● 当 ur < uc 时使V4断，
O
t
V3 通，uo＝ 0
-U d
图7-5 单极性图P6W- 5M控制方式波形
单极性PWM控制方式
uc 载波信号 ur 调制信号
7.2.1 计算法和调制法 一．计算法
● 根据正弦波的频率、幅值和半周期内脉冲的个数， 准确计算出 PWM 波各脉冲的宽度和间隔，根据 此计算来控制逆变电路开关器件的通断，就可得到 所需的 PWM 波形
● 用计算法非常繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或 相位变化时，计算的结果都要跟着变化。
7.2.1 计算法和调制法 二．调制法
● 调制信号波为正弦波时，得到的就是 SPWM波； ● 调制信号是其他所需波形时，也能得到等效的 PWM波。
图7－5 单极性PWM控制方式波形
u
uc ur
O
t
uo
uo
Ud
u of
O
t
-U d 图 6-5
举例：结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明 ● 工作时 V1 和 V2 通断互补，V3 和 V4 通断也互补； ● uo 正半周，V1 通，V2 断，V3 和 V4 交替通断； ● uo 负半周，V2 通，V1 断，V3 和 V4 交替通断；
V1
Ud + V2
信号波 ur 载波 uc
调制 电路
VD 1 R
V3 L
uo
V4
VD 2
图7-4 单相桥式图 PW6-M4 逆变电路
VD 3 VD 4
三．控制规律：单极性PWM控制方式
★ uo正半周，V1通，V2断，V3 和 V4交替通断 ● 感性负载电流滞后电压， uo 正半周， io 一段正，一段为负； ● io 为正的区间，V1 和 V4 导通时，uo＝Ud ； ● V4 关断时，负载电流通过 V1和 VD3 续流，uo＝0 ；
V1
Ud + V2
பைடு நூலகம்
信号波 ur 载波 uc
调制 电路
V3 VD 1
RL
uo
V4
VD 2
VD 3 VD 4
图6-4
单相桥式电路既可采取单极性调制，也可采用双极性调制
u
ur uc
O
t
uo
u of
uo
Ud
O
t
-U d
图7-6 双极性图PW6 M - 6控制方式波 形
本节习题
184页 习题1、习题2
双极性PWM控制方式（三相桥逆变）
四．控制规律：双极性 PWM 控制方式控制
● 在 调制波 ur 的半个周期内，三角波载波 uc 有正有负，得到的 PWM 波也有正有负；
● 在 ur一周期内，输出 PWM 波只有±Ud 两种电平； ● 仍在调制信号 ur 和载波信号 uc 的交点控制器件的通断； ● ur 正负半周，对各开关器件的控制规律与单极性控制 相同；
u
ur uc
O
uo Ud O -U d
t
u of
uo
t
图 6-6
四．控制规律：双极性 PWM 控制方式
● 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
★ uo 负半周，V2 通，V1断，V3 和 V4 交替通断 ● uo可得 －Ud 和 零 两种电平
V1
Ud + V2
信号波 ur 载波 uc
调制 电路
V3 VD 1
RL
uo
V4
VD 2
VD 3
图7-4
VD 4
单相桥式
PWM 逆变电路
图6-4
单极性PWM控制方式
uc 载波信号 ur 调制信号
● 在 ur 和 uc 的交点时刻 控制 IGBT 的通断
V1
Ud + V2
信号波 ur 载波 uc
调制 电路
V3 VD 1
RL
uo
V4
VD 2
图6-4
VD 3
图7-4
VD 4
单相桥式
PWM 逆变电路
★ uo 正半周，V1通，V2断，V3 和 V4交替通断 ● io 为负时 V1和 V4 仍导通，io 从 VD1 和 VD4 流过，uo=Ud ； ● V4 关断 V3 开通后，io 从 V3 和 VD1 续流，uo=0 ； ● uo总可得到Ud和零两种电平
●三相的PWM控制公用三角波载波uc ●三相的调制信号urU、urV和urW依次相差120°
Ud 2
+ V1 C U
VD 1 V3
VD 3 V5
VD 5
N'
V
N
Ud 2
+ C
V4
VD 4 V6
VD 6
V
W
2
VD 2
uuuurrrUVWc
调制 电路
图6-7 三相桥式PWM型逆变电 路
U相的控制规律
●当urU>uc时，给V1导通信号，给V4关断信号，uUN’=Ud/2 ●当urU<uc时，给V4导通信号，给V1关断信号，uUN’=-Ud/2 ● 当 给 V1(V4) 加 导 通 信 号 时 ， 可 能 是 V1(V4) 导 通 ， 也 可 能 是 VD1(VD4)导通
● ur 负半周，V1 保持断， u V 2保持通；
uc ur
● 当 ur > uc 时使 V4 通， O
t
V3 断，uo＝ 0 ● 当 ur < uc 时使 V4 断， u o
Ud
V3 通， uo＝ －Ud
uo u of
● 虚线 uof
O
t
表示 uo 的基波分量
-U d
图7-5 单极性图P6W- 5M控制方式波形
第二节逆变电路及其控制方法
7．2 PWM 逆变电路及其控制方法
● 目前中小功率的逆变电路几乎都采用 PWM 技术； ● 逆变电路是 PWM 控制技术最为重要的应用场合； ● 本节内容构成了本章的主体； ● PWM 逆变电路也可分为电压型和电流型两种，
目前实用的 PWM 逆变电路几乎都是电压型电路。
Ud 2
+ V1 C U
VD 1 V3
VD 3 V5
VD 5
N'
● 用输出波形作为调制信号，进行调制控制，从而得到期望的 PWM波；
● 通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波信号；等腰三角波应 用最多，其任一点水平宽度和高度成线性关系且左右对称；
● 载波信号波与任一平缓变化的调制信号波相交，在相交点来 控制电力电子器件的通断，可以得宽度正比于信号波幅值的 脉冲，符合 PWM 的要求；