发布时间：2025-05-04 09:30:56 人气：
PWM技术的几种PWM控制方法
采样控制理论中有一个重要结论：当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。PWM控制技术就是基于这个结论，通过控制半导体开关器件的导通和关断，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需的波形。通过按一定规则对各脉冲的宽度进行调制，既可以改变逆变电路输出电压的大小，也可以改变输出频率。
PWM控制的基本原理很早就已经提出，但由于电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展，以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展。到目前为止，已出现了多种PWM控制技术，根据PWM控制技术的特点，主要有以下方法。
1. 随机PWM方法：在上世纪70年代至80年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管，载波频率一般不超过5kHz，电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。为求得改善，随机PWM方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声，尽管噪音的总分贝数未变，但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。
2. SPWM（Sinusoidal PWM）法：这是一种比较成熟的，目前使用较广泛的PWM法。其原理是利用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变局旦培调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。
3. 等面积法：该方案实际上就是SPWM法原理的直接阐释，用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波，然后计算各脉冲的宽度和间隔，并把这些数据存于微机中，通过查表的方式生成PWM信号控制开关器件的通断，以达到预期的目的。
4. 硬件调制法：硬件调制法是为解决等面积法计算繁琐的缺点而提出的，其原理是把所希望的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的PWM波形。
5. 软件生成法：由于微机技术的发展使得用软件生成SPWM波形变得比较容易，因此，软件生成法也就应运而生。软件生成法其实就是用软件来实现调制的方法，其有两种基本算法，即自然采样法和规则采样法。
6. 低次谐波消去法：是以消去PWM波形中某些主要的低次谐波为目的的方法。其原理是对输出电压波形按傅氏级数展开，表示为u(ωt)=ansinnωt，首先确定基波分量a1的值，再令两个不同的an=0，就可以建立三个方程，联立求解得a1、a2及a3，这样就可以消去两个频率的谐波。
7. 梯形波与三角波比较法：该方法是采用梯形波作为调制信号，三角波为载波，且使两波幅值相等，以两波的交点时刻控制开关器件的通断实现PWM控制。
8. 线电压控制PWM：对于三相无中线对称负载，逆变器输出不必追求相电压接近正弦，而可着眼于使线电压趋于正弦。因此，提出了线电压控制PWM，主要有马鞍形波与三角波比较法和单元脉宽调制法。
9. 电流控制PWM：基本思想是把希望输出的电流波形作为指令信号，把实际的电流波形作为反馈信号，通过两者瞬时值的比较来决定各开关器件的通断，使实际输出随指令信号的改变而改变。其实现方案主要有滞环比较法、三角波比较法和预测电流控制法。
10. 空间电压矢量控制PWM（SVPWM）：也叫磁通正弦PWM。它以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通，由它们的比较结果决定逆变器的开关，形成PWM波形。
11. 矢量控制：也称磁场定向控制，其原理是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib及Ic，通过三相/二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1及Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1及It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿对直流电动机的控制方法，实现对交流电动机的控制。
12. 直接转矩控制：与矢量控制不同，它不是通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量来控制，它也不需要解耦电机模型，而是在静止的坐标系中计算电机磁通和转矩的实际值，然后，经磁链和转矩的Band-Band控制产生PWM信号对逆变器的开关状态进行最佳控制，从而在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，能方便地实现无速度传感器化，有很快的转矩响应速度和很高的速度及转矩控制精度。
13. 单周控制法：又称积分复位控制（Integration Reset Control，简称IRC），是一种新型非线性控制技术，其基本思想是控制开关占空比，在每个周期使开关变量的平均值与控制参考电压相等或成一定比例。
14. 谐振软开关PWM：在常规PWM变换器拓扑的基础上，附加一个谐振网络，谐振网络一般由谐振电感、谐振电容和功率开关组成。开关转换时，谐振网络工作使电力电子器件在开关点上实现软开关过程，谐振过程极短，基本不影响PWM技术的实现。
如何增加spwm逆变器的输出电压基波频率
为了提高SPWM逆变器的输出电压基波频率，可以采取以下措施：
1. 增加正弦调制波的频率。
2. SPWM技术是在PWM技术基础上发展起来的，它通过将期望的正弦电压波形分割成一系列等宽不等幅的片段，并用等幅不等宽的脉冲宽度调制（PWM）脉冲序列来代替，从而在滤波器输出端得到近似正弦波形的电压。
3. 理论和实践都表明，SPWM调制产生的脉冲电压包含了与理想正弦电压相对应的基波分量。通过提高SPWM调制频率，可以使得最低次谐波的频率接近SPWM的开关频率（即每个基波周期内的脉冲数）。
4. 当开关频率足够高时，可以使用较小的滤波器滤除大部分谐波，从而实现更高的输出电压基波频率。
5. 通过调整SPWM脉冲宽度，可以实现输出电压基波幅值的精确控制。
6. 采用SPWM技术的逆变器，即全桥型SPWM逆变器，在波形质量和控制性能上相较于方波逆变器有显著提升。
通过这些方法，可以在不改变原意的前提下，提高SPWM逆变器的输出电压基波频率，同时保持输出的波形质量和控制性能。
SVPWM调制度与avtive vector对输出基波赋值的影响？
深入探讨SVPWM调制度与Active Vector对输出基波赋值的关键影响
空间矢量脉宽调制（SVPWM）是一种创新的控制技术，它的核心在于通过精准的指令电压矢量合成，实现了直流电压向交流电压的高效转换。调制度，作为这一过程中的关键参数，影响着输出基波的幅度。让我们一起理解这个概念及其在实际应用中的作用。
首先，调制度通常定义为指令电压基波幅值与逆变器在方波单脉冲调制状态下输出基波电压幅值的比值。在图1所示的两电平电压源型逆变器中，通过傅里叶分析，我们可以计算出最大基波电压幅值，从而将调制度设定为一个在0到某个上限（如1）范围内的数值，这样通过简单的调制输入，逆变器就能精确输出指定的电压幅值，以方波输出为基准，确保调制效率和稳定性。
另一种定义方式是基于空间矢量理论。在如图3所示的逆变器结构中，通过六个有效开关状态，我们构建了空间矢量调制的六边形模型。调制度被定义为指令矢量幅值与六边形内切圆半径的比值，这样确保了在调制度变化时，输出电压线性跟随指令，避免了过调制现象。图6详细展示了这一概念，主矢量、辅矢量和零矢量共同构成了逆变器的指令空间。
在图8的合成指令电压公式推导中，通过欧拉公式，我们可以将正弦电压转化为旋转的空间矢量。利用伏秒平衡原理，通过两个有效矢量和零矢量的线性合成，实现了电压的精确控制。图9则展示了空间矢量调制的流程图，展示了如何按照特定顺序分配矢量作用时间，以优化输出性能。
最后，图10展示了在第一扇区时，通过七段式矢量作用顺序产生的三相脉冲，直观地展示了调制度如何转化为实际的输出信号。通过精细的SVPWM调控，输出基波的幅值得以精确控制，为逆变器在各种负载条件下的高效运行提供了关键保障。
总结来说，SVPWM调制度和Active Vector在逆变器输出基波赋值过程中起到了决定性的作用，它们的精确计算和优化，确保了电力转换的高效和稳定，是现代电力电子技术中不可或缺的组成部分。
三相四线制逆变器并网电流复合控制策略
三相四线制逆变器并网电流复合控制策略是一种融合PI控制、PR控制和重复控制的策略，旨在优化并网性能和补偿负载影响。具体解释如下：
融合多种控制方法：
PI控制：用于跟踪直流分量，以其高速度特性确保电流控制的及时性。PR控制：针对特定频率谐波进行控制，利用其带宽和精度优势提高谐波抑制能力。重复控制：处理所有谐波，通过全面跟踪特性增强系统的稳定性和性能。基波正序电压检测器：
通过补偿电流，确保电位基波正序电流三相对称，从而适应电网电压的畸变和不平衡状态。系统结构与控制流程：
利用PLL提取电网电压相位，确保逆变器与电网的同步。根据需求计算正序电压和电流参考值，为控制策略提供基准。内环采用PI控制跟踪直流分量，外环或特定环节采用PR控制和重复控制处理谐波。适应非理想工况：
在电压畸变和不平衡等非理想工况下，复合控制策略仍能快速、精确地跟踪并网电流指令。降低谐波和不平衡度，提高逆变器的并网性能和稳定性。仿真结果验证：
仿真结果表明，该复合控制策略在负荷变化和电压不理想的情况下仍能保持三相电流的对称性和中线电流的极小化。显示了该控制策略的有效性和稳定性，在实际应用中具有广阔的前景。湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467
