第十八单元 电机扩大机直流调速系统

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,国家职业技能鉴定培训,高级,维修电工,培训课程,第十八单元 电机扩大机直流调速系统,昆山市劳动局培训中心,第二节,正弦波脉宽调制,（,S,PWM),变频器,为了改善交流电动机变压变频调速系统的性能，在出现了全控式电力电子开关器件之后，在,20,世纪,80,年代开发了应用,PWM,技术的逆变器,。,由于它的优良技术性能，当今国内外各厂商生产的变压变频器都已采用这种技术，只有在全控器件尚未能及的特大容量时才属例外。,PWM,交,-,直,-,交变频器原理图,M,3,UR,UI,一、,SPWM,变频器的工作原理,1.PWM,调制原理,以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期,望波高得多的等腰三角波作为载波,（,Carrier wave,），,并用,频率和期望波相同的正弦波作为调制波,（,Modulation,wave,），,当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变,器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期,内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波,。,按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制,（,Sinusoidal pulse width modulation,，,简称,SPWM,），,这种序列的矩形波称作,SPWM,波,。,SPWM,变频器电路原理图,a),主电路,b),控制电路框图,图,a,是全控型三相桥,SPWM,变频器的主电路，图中,VT1,VT6,是逆变器的六个功率开关器件,（,这里开关器件为,GTR,），,整个逆变器由三相整流器提供的恒值直流电压,U,s,供电,。,图,b,是它控制电路，一组三相对称的正弦参考电压信号由参考信号发生器提供，其频率决定逆变器输出的基波频率，应在所要求的输出频率范围内可调。参考信号的幅值也可在一定范围内变化，以决定输出电压的大小。三角波载波信号,U,t,是公用的，分别与每相参考电压比较后，给出“正”或“零”的饱和输出，产生,SPWM,脉冲序列波,u,da,、,u,db,、,u,dc,，作为逆变器功率开关器件的驱动控制信号。,单相桥式,PWM,逆变电路,VT,1,VT,2,VT,3,VT,4,三相桥式,PWM,逆变电路,调制,电路,V,1,V,2,V,3,V,4,VD,1,VD,2,VD,3,VD,4,u,t,V,6,VD,6,V,5,VD,5,B,A,C,N,O,C,+,C,+,u,rA,u,rB,u,rC,2,U,d,2,U,d,VT,1,VT,4,VT,3,VT,6,VT,5,VT,2,2.SPWM,控制方式,如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的,SPWM,波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。,如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则,SPWM,波,也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式。,（,1,）,单极性,PWM,控制方式,（,2,）,双极性,PWM,控制方式,二,.PWM,逆变器主电路及输出波形,三相桥式,PWM,逆变器的双极性,SPWM,波形,w,1,t,O,O,O,O,U,d,2,-U,d,2,w,1,t,w,1,t,w,1,t,w,1,t,u,ra,u,rb,u,rc,u,t,u,AO,-U,d,2,U,d,2,-U,d,2,-U,d,U,d,2,U,d,u,CO,u,BO,u,AB,图三相,PWM,波形，其中,u,ra,、,u,rb,、,u,rc,为,A,，,B,，,C,三相的正弦调制波，,u,t,为双极性三角载波；,u,AO,、,u,BO,、,u,CO,为,A,，,B,，,C,三相输出与电源中性点,O,之间的相电压矩形波形；,u,AB,为输出线电压矩形波形，其脉冲幅值为,+,U,d,和,-,U,d,；,u,AB,为三相输出与电机中点,N,之间的相电压之差。,