在進行脈寬調(diào)制時,使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。當(dāng)正弦值為最大值時,脈沖的寬度也最大,而脈沖間的間隔則最小,反之,當(dāng)正弦值較小時,脈沖的寬度也小,而脈沖間的間隔則較大,這樣的電壓脈沖系列可以使負載電流中的高次諧波成分大為減小,稱為正弦波脈寬調(diào)制。
中文名稱 | SPWM原理 | 三相SPWM是 | 三相輸出 |
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應(yīng)????用 | 電動機調(diào)速和閥門控制 | 雙極性SPWM法 | 調(diào)制波和載波 |
(1)調(diào)制波和載波:曲線①是正弦調(diào)制波,其周期決定于需要的調(diào)頻比kf,振幅值決定于ku,曲線②是采用等腰三角波的載波,其周期決定于載波頻率,振幅不變,等于ku=1時正弦調(diào)制波的振幅值,每半周期內(nèi)所有三角波的極性均相同(即單極性)。
調(diào)制波和載波的交點,決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖的間隔寬度,每半周期內(nèi)的脈沖系列也是單極性的。
(2)單極性調(diào)制的工作特點:每半個周期內(nèi),逆變橋同一橋臂的兩個逆變器件中,只有一個器件按脈沖系列的規(guī)律時通時斷地工作,另一個完全截止;而在另半個周期內(nèi),兩個器件的工況正好相反,流經(jīng)負載ZL的便是正、負交替的交變電流。
(1)調(diào)制波和載波:
調(diào)制波仍為正弦波,其周期決定于kf,振幅決定于ku,中曲線①,載波為雙極性的等腰三角波,其周期決定于載波頻率,振幅不變,與ku=1時正弦波的振幅值相等。
調(diào)制波與載波的交點決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列,此脈沖系列也是雙極性的,但是,由相電壓合成為線電壓(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua)時,所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。
(2)雙極性調(diào)制的工作特點:逆變橋在工作時,同一橋臂的兩個逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)律交替地導(dǎo)通和關(guān)斷,毫不停息,而流過負載ZL的是按線電壓規(guī)律變化的交變電流。
(1)必須實時地計算調(diào)制波(正弦波)和載波(三角波)的所有交點的時間坐標(biāo),根據(jù)計算結(jié)果,有序地向逆變橋中各逆變器件發(fā)出"通"和"斷"的動作指令。
(2)調(diào)節(jié)頻率時,一方面,調(diào)制波與載波的周期要同時改變(改變的規(guī)律本文不作介紹);另一方面,調(diào)制波的振幅要隨頻率而變,而載波的振幅則不變,所以,每次調(diào)節(jié)后,所有交點的時間坐標(biāo)都必須重新計算。
要滿足上述要求,只有在計算機技術(shù)取得長足進步的20世紀(jì)80年代才有可能,同時,又由于大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,迄今,已經(jīng)有能夠產(chǎn)生滿足要求的SPWM波形的專用集成電路了。
PWM的全稱是Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制),它是通過改變輸出方波的占空比來改變等效的輸出電壓。廣泛的用于電動機調(diào)速和閥門控制,比如我們現(xiàn)在的電動車電機調(diào)速就是使用這種方式。
所謂SPWM,就是在PWM的基礎(chǔ)上改變了調(diào)制脈沖方式,脈沖寬度時間占空比按正弦規(guī)律排列,這樣輸出波形經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波可以做到正弦波輸出。它廣泛的用于直流-交流(DC-AC)逆變器等,比如高級一些的UPS就是一個例子。三相SPWM是使用SPWM模擬市電的三相輸出,在變頻器領(lǐng)域被廣泛的采用。
SPWM逆變器的工作原理•SPWM逆變器:其期望輸出電壓波形為正弦波的逆變器.•就目前的技術(shù)而言,還不能制造出功率大、體積小、輸出波形如同正弦波發(fā)生器那樣標(biāo)準(zhǔn)的可變頻變壓的逆變...
不知你想問什么?
研究水和其他液體的運動規(guī)律及其與邊界相互作用的學(xué)科。又稱液體動力學(xué)。液體動力學(xué)和氣體動力學(xué)組成流體動力學(xué)。液體動力學(xué)的主要研究內(nèi)容如下:①理想液體運動??珊雎哉承缘囊后w稱為理想液體,邊界層外的液體可視...
SA8281型SPWM波發(fā)生器原理及在變頻器中的應(yīng)用
脈寬調(diào)制技術(shù)通過一定的規(guī)律控制開關(guān)元件的通斷,來獲得一組等幅而不等寬的矩形脈沖波形,用以近似正弦電壓波形。脈寬調(diào)制技術(shù)在逆變器中的應(yīng)用對現(xiàn)代電力電子技術(shù)。現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展起到極大的促進作用。
近幾年來,由于場控自關(guān)斷器件的不斷涌現(xiàn),相應(yīng)的高頻SPWM(正弦脈寬調(diào)制)技術(shù)在電機調(diào)速中得到了廣泛應(yīng)用。SA8281是MITEL公司推出的一種用于三相SPWM波發(fā)生和控制的集成電路,它與微處理器接口方便,內(nèi)置波形ROM及相應(yīng)的控制邏輯,設(shè)置完成后可以獨立產(chǎn)生三相PWM波形,只有當(dāng)輸出頻率或幅值等需要改變時才需微處理器的干預(yù),微處理器只用很少的時間控制它,因而有能力進行整個系統(tǒng)的檢測。保護和控制等?;赟A8281和89C52的變頻器具有電路簡單。功能齊全。性能價格比高??煽啃院玫葍?yōu)點。
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為了縮短對大功率電子裝置(如逆變電源)的研制周期和減少研制費用,借助計算機仿真技術(shù),利用Matlab軟件中Simulink和Power System Blochset建立了以IGBT(絕緣柵雙極性晶體管)為開關(guān)器件具有數(shù)字PI調(diào)壓功能的SPWM電壓型逆變電源仿真模型,對其輸出特性進行仿真,并利用傅里葉快速變換(FFT)分析工具對其仿真輸出電壓進行諧波分析。仿真模型分別考慮了主電路和控制器模型,較為精確地反映了實際情況,驗證了此模型和仿真方法的正確性。最后應(yīng)用到三相逆變器調(diào)速系統(tǒng)中,仿真結(jié)果顯示其控制效果良好,完全符合實際電機控制的要求。
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評分: 4.4
變頻器的三相橋式SPWM逆變電路
一個連續(xù)函數(shù)是可以用無限多個離散函數(shù)逼近或替代的,因而可以設(shè)想用多個不同幅值的矩形脈沖波來替代正弦波,在一個正弦半波上分割出多個等寬不等幅的波形(假設(shè)分出的波形數(shù)目n=12),如果每一個矩形波的面積都與相應(yīng)時間段內(nèi)正弦波的面積相等,則這一系列矩形波的合成面積就等于正弦波的面積,也即有等效的作用。為了提高等效的精度,矩形波的個數(shù)越多越好,顯然,矩形波的數(shù)目受到開關(guān)器件允許開關(guān)頻率的限制。?
在通用變頻器采用的交-直-交變頻裝置中,前級整流器是不可控的,給逆變器供電的是直流電源,其幅值恒定。從這點出發(fā),設(shè)想把上述一系列等寬不等幅的矩形波用一系列等幅不等寬的矩形脈沖波來替代,只要每個脈沖波的面積都相等,也應(yīng)該能實現(xiàn)與正弦波等效的功能,稱作正弦脈寬調(diào)制(spwm)波形。例如,把正弦半波分作n等分(n=9),把每一等分的正弦曲線與橫軸所包圍的面積都用一個與此面積相等的矩形脈沖來代替,矩形脈沖的幅值不變,各脈沖的中點與正弦波每一等分的中點相重合,這樣就形成spwm波形。同樣,正弦波的負半周也可用相同的方法與一系列負脈沖波等效。這種正弦波正、負半周分別用正、負脈沖等效的spwm波形稱作單極式spwm。
SA8281型SPWM波發(fā)生器原理及在變頻器中的應(yīng)用
脈寬調(diào)制技術(shù)通過一定的規(guī)律控制開關(guān)元件的通斷,來獲得一組等幅而不等寬的矩形脈沖波形,用以近似正弦電壓波形。脈寬調(diào)制技術(shù)在逆變器中的應(yīng)用對現(xiàn)代電力電子技術(shù)以及現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展起到極大的促進作用。由于場控自關(guān)斷器件的不斷涌現(xiàn),相應(yīng)的高頻SPWM(正弦脈寬調(diào)制)技術(shù)在電機調(diào)速中得到了廣泛應(yīng)用。SA8281是MITEL公司推出的一種用于三相SPWM波發(fā)生和控制的集成電路,它與微處理器接口方便,內(nèi)置波形ROM及相應(yīng)的控制邏輯,設(shè)置完成后可以獨立產(chǎn)生三相PWM波形,只有當(dāng)輸出頻率或幅值等需要改變時才需微處理器的干預(yù),微處理器只用很少的時間控制它,因而有能力進行整個系統(tǒng)的檢測。保護和控制等。基于SA8281和89C52的變頻器具有電路簡單。功能齊全。性能價格比高??煽啃院玫葍?yōu)點。
市場上使用的很多單片機都有生成SPWM控制波形的功能,該生成波形外接驅(qū)動電路即可驅(qū)動功率橋,達到逆變的目的。應(yīng)該說,只要具有PWM模塊和定時器模塊的單片機都可以完成此任務(wù)。
具體實現(xiàn)即首先將正弦表賦值給數(shù)組。然后PWM波形發(fā)生模塊每個PWM周期進入中斷,在ISR中按照正弦表更改PWM比較器的值,依次循環(huán)即可 。
大功率變流裝置中,電力電子器件的開關(guān)頻率較低,單個變流器難以得到較好的控制效果。組合變流器相移SPWM技術(shù)是為了解決該問題而提出的嶄新技術(shù)。
組合變流器相移SPWM技術(shù)是變流器多重化技術(shù)和SPWM技術(shù)的有機結(jié)合。該技術(shù)在較低的器件開關(guān)頻率下能夠?qū)崿F(xiàn)較高開關(guān)頻率的效果。相移SPWM組合變流器是通過低頻諧波的相互抵消提高等效開關(guān)頻率,而不是將諧波簡單地向高次推移。