1、關(guān)于原理與控制技術(shù)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁，共54頁變流技術(shù) 相位控制： 在一個周期內(nèi)把原波形切為幾塊進行重新組合如可控整流、相控交流調(diào)壓、交交變頻、180和120 導(dǎo)通型逆變。周波比控制： 把一定數(shù)量周期的波形按比例進行通斷控制交流調(diào)功電路。斬波控制： 把要變換的波形切碎（切割為許多脈沖）進行重新組合比如直流斬波。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁，共54頁脈沖寬度調(diào)制（PWM）： 把所變換的波形切割為寬度按要求變化的一系列脈沖脈沖寬度調(diào)制。脈沖幅度調(diào)制（PAM)： 把所變換的波形切割為寬度恒定、高度按要求變化的一系列脈沖輸出脈沖等寬不等高（如斬控式交流調(diào)壓）。脈沖頻率調(diào)制（PFM）： 把所變換的波形切割為脈沖寬

2、度恒定、頻率變化的一系列脈沖定寬調(diào)頻控制。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁，共54頁各自特點：PAM：需調(diào)節(jié)直流電壓的值，諧波含量大PFM：實現(xiàn)相對較難PWM：分析、控制、實現(xiàn)容易，諧波小現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共54頁7.1 PWM控制的基本原理理論依據(jù)：面積等效原理 沖量相等而形狀不同的窄脈沖作用在慣性環(huán)節(jié)上時，其作用效果基本相同，也稱面積等效原理。 （a） （b） （c） （d） 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁，共54頁作用對象：慣性環(huán)節(jié)作用量：窄脈沖（電壓、電流）現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁，共54頁用等幅不等寬的矩形脈沖來等效正弦波 把正弦半波看成N個彼此相連的等寬脈沖，都等于/N，脈沖頂部是正弦波的一部分。用相同數(shù)量的等

3、幅不等寬的矩形脈沖代替，且使二者面積相等，就是PWM波形。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁，共54頁SPWM：脈沖寬度按正弦規(guī)律變化的一系列 脈沖， 用以等效正弦波。 PWM波形可以等幅，可以不等幅。 等幅便于計算，易于實現(xiàn)。 不等幅計算復(fù)雜，實現(xiàn)困難，但必須滿足面積等效原理。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁，共54頁7.2 SPWM波形生成方法7.2.1 等面積法計算法7.2.2 調(diào)制法 調(diào)制解調(diào)的概念： 調(diào)制：源于通信系統(tǒng)，把要傳輸?shù)男盘?附著在另一個信號（載體電波） 上，以利于傳輸。 解調(diào)：把已調(diào)制的信號還原為原來的信 號。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁，共54頁 載波：載體電波，用于搭載信號波的波。 信號波：要傳輸?shù)男畔⒉?/p>

4、。 調(diào)制波：用信號波與載波合成的過程叫 調(diào)制過程，實際是用信號波調(diào) 制載波，故把信號波也稱為調(diào) 制波。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁，共54頁調(diào)制法產(chǎn)生SPWM波形 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁，共54頁1、自然采樣法 直接使用調(diào)制波與三角載波相比較，二者的交點時刻就是脈沖的邊沿，這種產(chǎn)生SPWM脈沖的方法稱為自然采樣法 。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁，共54頁2、規(guī)則采樣法 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁，共54頁3、準(zhǔn)正弦波脈沖寬度調(diào)制法提高直流電壓利用率 當(dāng)SPWM控制的正弦調(diào)制波峰值大于三角波的峰值時，會出現(xiàn)過調(diào)制。脈沖寬度不再遵循正弦調(diào)制波的規(guī)律。因而三角載波的幅值必須大于正弦波幅值。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁，共54頁解決

5、辦法： 采用梯形波作為調(diào)制波現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁，共54頁采用鞍形波作為調(diào)制波現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁，共54頁7.2.3 低次諧波消去法 低次諧波消去法的核心，是通過對 SPWM脈沖位置的合理安排，達到既能控制輸出電壓基波的大小，又能有選擇地消除逆變器輸出電壓中某些低次諧波。 需聯(lián)立求解的方程 。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁，共54頁 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁，共54頁7.3. PWM控制技術(shù)中的基本概念控制技術(shù)中的基本概念7.3.1 載波比和調(diào)制深度載波比和調(diào)制深度 載波比載波比N：載波信號的頻率：載波信號的頻率fc與調(diào)制信號的與調(diào)制信號的 頻率頻率fr之比。之比。調(diào)制深度：正弦調(diào)制信號的幅值與三角載波調(diào)

6、制深度：正弦調(diào)制信號的幅值與三角載波 信號的幅值之比。信號的幅值之比。 7.3.2 同步調(diào)制、異步調(diào)制和分段同步調(diào)制同步調(diào)制、異步調(diào)制和分段同步調(diào)制1、同步調(diào)制、同步調(diào)制 使載波信號和調(diào)制信號始終保持同步使載波信號和調(diào)制信號始終保持同步 。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁，共54頁 2、異步調(diào)制 在調(diào)制信號頻率變化時保持載波信號頻率不變 。3、分段同步調(diào)制 分段同步調(diào)制是將調(diào)制波頻率分為若干個頻段，在每個頻段內(nèi)都保持載波比N恒定不變，不同頻段則載波比N不同。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁，共54頁7.3.3 單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制單極性調(diào)制：調(diào)制信號ur和載波信號uc始終 保持相同的極性。

7、現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁，共54頁雙極性調(diào)制：指在調(diào)制波的每半周期內(nèi)載波 信號uc為雙極性，每個開關(guān)周期內(nèi)輸出 電壓波形都會出現(xiàn)正負(fù)兩種極性的電平。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁，共54頁7.4 PWM逆變電路逆變電路 7.4.1 單相橋式單相橋式PWM逆變電路逆變電路現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十三頁，共54頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁，共54頁雙極性控制模式時單相橋式逆變電路波形圖 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁，共54頁7.4.2 三相橋式三相橋式PWM逆變電路逆變電路 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六頁，共54頁 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁，共54頁7.5 PWM逆變電路的其他控制方法逆變電路的其他控制方法 電流跟蹤型PWM控制技術(shù)

8、、 空間電壓矢量PWM控制技術(shù)、 直接轉(zhuǎn)矩PWM控制技術(shù)等 。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十八頁，共54頁7.5.1 電流跟蹤型電流跟蹤型PWM控制技術(shù)控制技術(shù)基本思想： 把希望輸出的電流波形作為指令信號，把實際的電流波形作為反饋信號，通過兩者瞬時值的比較來決定逆變電路各開關(guān)器件的通斷，使實際輸出電流隨指令信號的改變而改變。方法： 以逆變電路的輸出電流為控制量，采用閉環(huán)控制的方法生成PWM波形。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十九頁，共54頁采用滯環(huán)比較方式的PWM電流跟蹤控制單相半橋逆變電路 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十頁，共54頁三相滯環(huán)比較電流跟蹤型PWM逆變電路 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十一頁，共54頁7.5.2 電壓空間矢量電

9、壓空間矢量PWM（SVPWM）控制技）控制技 術(shù)術(shù) 三相交流電動機在定子繞組上施加三相對稱交流電壓，在定子繞組中即產(chǎn)生定子電流和磁通。在三相繞組共同作用下，在電機的氣隙中產(chǎn)生了合成的旋轉(zhuǎn)磁場。時空變化的旋轉(zhuǎn)磁場由三相平衡正弦電壓產(chǎn)生，為了描述三相電壓與電動機旋轉(zhuǎn)磁場的關(guān)系，提出了電壓空間矢量的概念。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十二頁，共54頁7.6 PWM整流電路整流電路 用全控型開關(guān)器件取代晶閘管或二極管，采用PWM控制技術(shù)實現(xiàn)交流到直流的變換。PWM整流電路。PWM整流電路的優(yōu)點：電能雙向傳輸、動態(tài)響應(yīng)快、輸入電流的波形正弦、網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)可達到1等優(yōu)良性能。也稱為高頻整流器或四象限變流器 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的

10、是第三十三頁，共54頁7.6.1 PWM整流電路的結(jié)構(gòu)和工作原理整流電路的結(jié)構(gòu)和工作原理只有全控器件組成的單相全橋整流電路 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十四頁，共54頁電壓型單相全橋PWM整流電路 直流側(cè)負(fù)載兩端并聯(lián)電容可減小直流電壓的脈動，在交流側(cè)串電感可抑制交流電流的脈動。但因電感的存在，當(dāng)全控型器件關(guān)斷時，因電流突變產(chǎn)生的di/dt很大，嚴(yán)重威脅器件的安全，需反并聯(lián)二極管為其提供釋放能量的通道。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十五頁，共54頁 反并聯(lián)二極管后，只要負(fù)載兩端電壓低于A、B兩端電壓值，則二極管導(dǎo)通（正半周期VD1、VD4導(dǎo)通，負(fù)半周期VD2、VD3導(dǎo)通），同時全控型器件被旁路，整流工作狀態(tài)與二極管整流

11、電路完全相同，對全控型器件進行PWM控制失去作用。只有在直流側(cè)電壓Ud 大于A、B兩端電壓時，二極管不會自然導(dǎo)通，全控型器件組成的橋式電路才可以正常工作。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十六頁，共54頁 實際上，PWM整流電路是按升壓斬波電路工作的。 當(dāng)us0時，由兩個升壓斬波電路交替工作完成能量從交流側(cè)向直流側(cè)的傳遞。 當(dāng)us0時，由另外兩個升壓斬波電路交替工作完成能量從交流側(cè)向直流側(cè)的傳遞。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十七頁，共54頁當(dāng)us0時，兩個升壓斬波電路：VD1、VT3、VD4、LS和VT2、VD4、VD1、LS 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十八頁，共54頁當(dāng)us0時，兩個升壓斬波電路： VT4、VD2、VD3、LS和V

12、T1、VD3、VD2、LS 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十九頁，共54頁PWM整流電路的運行狀態(tài) （1）uAB滯后us的相角為，is與us同相位， 電路工作于整流狀態(tài)，且功率因數(shù)為1， 能量從交流側(cè)向直流側(cè)傳輸，這是PWM 變流電路的最基本的工作狀態(tài)。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十頁，共54頁（2）uAB超前us的相角為，is與us的相位 正好相反，電路工作于有源逆變狀 態(tài)，能量從直流側(cè)向交流側(cè)傳輸。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十一頁，共54頁（3）uAB滯后us相角為，is超前us 90,電 路向交流電源輸送無功功率，這時的 電路成為靜止無功功率發(fā)生器 （Static Var Generator-SVG）。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十二

13、頁，共54頁（4）通過對uAB幅值和相位的控制，可以使 is與us之間為任意角度，可以是超前 的，也可以是滯后的。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十三頁，共54頁三相PWM整流電路 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十四頁，共54頁7.7 矩陣式變頻電路矩陣式變頻電路 矩陣式變頻電路直接把脈動的交流電通過斬波控制變換為所需頻率的交流電，而不再對恒定的直流電進行變換，原理仍為分時切片再進行組合。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十五頁，共54頁 矩陣式變頻電路通過開關(guān)控制截取三相交流電源的片段并且重新組合，從而得到所希望的輸出電壓波形。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十六頁，共54頁7.8 PWM變流電路在電氣傳動方面的應(yīng)用例變流電路在電氣傳動方面的應(yīng)用例交

14、直交變頻器交直交變頻器 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十七頁，共54頁7.9 PWM變流電路在電源技術(shù)方面的應(yīng)用例變流電路在電源技術(shù)方面的應(yīng)用例不間斷電源和應(yīng)急電源不間斷電源和應(yīng)急電源 7.9.1 UPS電源電源 7.9.2 EPS電源電源 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十八頁，共54頁7.10 PWM變流電路在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用例變流電路在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用例 7.10.1 PWM變流電路在交流輸電系統(tǒng)中的變流電路在交流輸電系統(tǒng)中的 應(yīng)用例應(yīng)用例 靜止同步串聯(lián)補償器靜止同步串聯(lián)補償器 統(tǒng)一潮流控制器 7.10.2 PWM變流電路在交流配電系統(tǒng)中的變流電路在交流配電系統(tǒng)中的 應(yīng)用例應(yīng)用例 并聯(lián)型有源電力濾波器 串聯(lián)型有源電力濾波器 統(tǒng)一