三相逆变器的pwm



三相PWM整流KPWM的具体含义是什么啊!!!

1. kPWM 是PWM逆变器的等效增益，表示为 kPWM = Ud/Ut，其中 Ud 是直流母线电压，Ut 是三角波幅值。kuf 和 kif 分别是输出电压和电容电流的反馈系数；Δu 是扰动输入，包括死区时间带来的影响和直流侧电压波动等；io 是负载电流。

2. 在电力系统中，电压和电流应保持完美的正弦波。然而，由于非线性负载的影响，实际的电网电压和电流波形往往存在不同程度的畸变，给电力输配电系统及附近的其它电气设备带来许多问题。因此，采取措施限制这些对电网和其它设备的影响是非常必要的。随着电力电子技术的迅速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通、家庭等众多领域中的应用日益广泛，大量的非线性负载被引入电网，导致了日趋严重的谐波污染。

3. 电网谐波污染的根本原因在于电力电子装置的开关工作方式，引起网侧电流、电压波形的严重畸变。目前，随着功率半导体器件研制与生产水平的不断提高，各种新型电力电子变流装置不断涌现，特别是用于交流电机调速传动的变频器性能的逐步完善，为工业领域节能和改善生产工艺提供了十分广阔的应用前景。相关资料表明，电力电子装置生产量在未来的十年中将以每年不低于10%的速度递增，同时，由这类装置所产生的高次谐波约占总谐波源的70%以上。

4. 在我国，当前主要的谐波源主要是一些整流设备，如化工、冶金行业的整流设备和各种调速、调压设备以及电力机车。传统的整流方式通常采用二极管整流或相控整流方式，存在从电网吸取畸变电流，造成电网的谐波污染，而且直流侧能量无法回馈电网等缺点。

5. 为了抑制电力电子装置产生的谐波，其中的一种方法就是对整流器本身进行改进，使其尽量不产生谐波，且电流和电压同相位。这种整流器称为高功率因数变流器或高功率因数整流器。高功率因数变流器主要采用PWM整流技术，一般需要使用自关断器件。对电流型整流器，可直接对各个电力半导体器件的通断进行PWM调制，使输入电流成为接近正弦且与电源电压同相的PWM波形，从而得到接近1的功率因数。对电压型整流器，需要将整流器通过电抗器与电源相连。只要对整流器各开关器件施以适当的PWM控制，就可以对整流器网侧交流电流的大小和相位进行控制，不仅可实现交流电流接近正弦波，而且可使交流电流的相位与电源电压同相，即系统的功率因数总是接近于1。

6. PWM整流器的基础是电力电子器件，其与普通整流器和相控整流器的不同之处是其中用到了全控型器件，器件性能的好坏决定了PWM整流器的性能。优质的电力电子器件必须具有如下特点：(1)能够控制通断，确保在必要时可靠导通或截止；（2）能够承受一定的电压和电流，阻断状态时能承受一定电压，导通时匀许通过一定的电流；（3）具有较高的开关频率，在开关状态转换时具有足够短的导通时间和关断时间，并能承受高的di/dt和dv/dt。

7. PWM整流器根据主电路中开关器件的多少可以分为单开关型和多开关型；根据输入电源相数可以分为单相PWM整流电路和三相整流电路；根据输出要求可以分为电压源和电流源型。

8. 控制技术是PWM高频整流器发展的关键。要使PWM整流器工作时达到单位功率因数，必须对电流进行控制，保证其为正弦且与电压同相或反相。根据有没有引入电流反馈可以将这些控制方法分为两种：引入交流电流反馈的称为直接电流控制（DCC）；没有引入交流电流反馈的称为间接电流控制，间接电流控制也称为相位幅值控制（PAC）。

9. 通过上述分析，PWM整流技术的应用会越来越广泛，其发展也会呈现出多种趋势，但可主要归结为三个方面：功率器件、主电路拓朴和控制方法。

10. （1）新型全控型器件的发展。器件是PWM整流技术赖以实现的基础，新技术的出现和新材料的应用，必然会产生更新、更好的功率器件，从而推动PWM整流技术的发展。

11. （2）主电路拓朴。PWM整流器的最大优势就是对电网的影响较小，为了进一步降低影响，提高功率因数，人们必然会对整流器的拓朴结构进行改进，现在已经出现五电平、七电平结构，随着功率器件和应用水平的提高，必然会有更新、更好的电路拓朴结构出现。

12. （3）控制方法。一方面，主电路拓朴的多样化，必然会引起控制方法的变异，甚至会产生更新、更简单的控制方法；另一方面，现代控制理论和计算机技术的发展也为新的方法的出现奠定了坚实的基础，现在状态反馈控制、变结构控制已经开始应用到PWM整流器的控制中来。

电机学习过程（三）——SVPWM原理

SVPWM原理

SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种先进的控制方法，它通过三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生脉宽调制波，使输出电流波形尽可能接近理想的正弦波形。以下是对SVPWM原理的详细解析：

一、SVPWM的基本原理

SVPWM的理论基础是平均值等效原理。在一个开关周期Tpwm内，通过对基本电压矢量进行组合，使其平均值与给定电压矢量相等。在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域时，可由组成这个区域的两个相邻非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加，从而控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转。通过逆变器的不同开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆，并由两者的比较结果来决定逆变器的开关状态，从而形成PWM波形。

二、电压空间矢量的合成

定义电压空间矢量：设直流母线侧电压为Udc，逆变器输出的三相相电压为UA、UB、UC，其分别加在空间上互差120°的三相平面静止坐标系上。可以定义三个电压空间矢量UA(t)、UB(t)、UC(t)，它们的方向始终在各相的轴线上，而大小则随时间按正弦规律变化，时间相位互差120°。

合成空间矢量：三相电压空间矢量相加的合成空间矢量U(t)在三相静止坐标系下和αβ坐标系下均可表示。在αβ坐标系下，合成空间矢量Us(t)是一个旋转的空间矢量，其旋转速度为输入电源角频率，且以角频率ω=2πf按逆时针方向匀速旋转。

基本电压空间矢量：逆变器三相桥臂共有6个开关管，可以产生8个基本电压空间矢量，包括6个非零矢量和2个零矢量。这些矢量在电压空间向量平面上形成一个正六边形。

三、SVPWM的实现

扇区划分：将电压空间向量平面等分成6个扇区，每个扇区对应一个特定的电压矢量组合。

时间分配：在每个扇区内，选择相邻的两个电压矢量以及零矢量，按照伏秒平衡的原则来合成每个扇区内的任意电压矢量。即Uref=TxUx/T+TyUy/T+T0*U0/T，其中Uref为期望电压矢量，T为采样周期，Tx、Ty、T0分别为对应两个非零电压矢量Ux、Uy和零电压矢量U0在一个采样周期的作用时间。

PWM波形的生成：在确定了各个电压矢量的作用时间后，通过适当的开关切换顺序来生成PWM波形。为了减少开关次数和开关损耗，通常选择在每个开关状态转换时只改变其中一相的开关状态，并对零矢量在时间上进行了平均分配，以使产生的PWM波形对称。

四、SVPWM的优势

与SPWM相比，SVPWM具有以下优势：

绕组电流波形的谐波成分小，使得电机转矩脉动降低。旋转磁场更逼近圆形，提高了电机的运行性能。直流母线电压的利用率有了很大提高。更易于实现数字化控制。

五、SVPWM控制算法

要实现SVPWM信号的实时调制，首先需要判断参考电压矢量Uref所在的区间位置，然后利用所在扇区的相邻两电压矢量和适当的零矢量来合成参考电压矢量。判断扇区的方法通常是通过计算Uα和Uβ的值，并根据其几何关系来确定Uref所在的扇区。在确定扇区后，根据伏秒平衡原则计算各个电压矢量的作用时间，并通过适当的开关切换顺序来生成PWM波形。

以下是SVPWM控制算法中的一些关键步骤和公式：

判断扇区：通过计算Uβ、Uα-Uβ和-Uα-Uβ的值，并根据其符号来判断Uref所在的扇区。

计算作用时间：根据伏秒平衡原则，计算各个电压矢量的作用时间Tx、Ty和T0。

确定开关切换顺序：为了减少开关次数和开关损耗，通常选择在每个开关状态转换时只改变其中一相的开关状态，并对零矢量在时间上进行了平均分配。

生成PWM波形：根据计算出的作用时间和开关切换顺序，生成相应的PWM波形。

以上展示了逆变电路的结构、电压空间矢量的合成以及八个基本电压空间矢量的大小和位置，有助于更好地理解SVPWM原理。

pwm是怎么实现的（pwm原理是什么）

PWM（脉冲宽度调制）的实现原理及方式如下：

一、PWM的基本原理

PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。它通过改变脉冲信号的占空比（即脉冲宽度与脉冲周期的比值），来等效地获得所需要的模拟信号电平。在PWM电路中，载波频率fc与调制信号频率fr的比值称为载波比，即N=fc/fr。

二、PWM的实现方式

异步调制

定义：当载波比n不是3的整数倍时，载波与调制信号波之间存在异步调制。特点：fc通常是固定的，逆变器输出电压和频率的调节是通过改变fr的大小来实现的，因此载波比n随时变化，难以同步。输出脉冲数不固定，脉冲相位不一定固定，正负半周期的脉冲不对称，因此输出波形可能偏离正弦波。载波比n越大，半个周期调制的PWM波形脉冲越多，输出波形越接近正弦波。

同步调制

定义：在三相逆变器电路中，当载波比n是3的整数倍时，载波和调制信号波可以同步调制。特点：载波比n通常保持恒定。为了增加逆变器输出电压的频率，fc和fr必须同时增加，载波比n保持不变。调整复杂，通常采用微机调整。

三、总结

PWM通过改变脉冲信号的占空比来等效地获得所需要的模拟信号电平。在PWM电路中，根据载波和调制信号波是否同步，PWM逆变电路有异步调制和同步调制两种调节方式。异步调制下，载波比随时变化，输出波形可能偏离正弦波；而同步调制下，载波比保持恒定，输出波形更接近正弦波，但调整相对复杂。

PLECS 应用示例（78）：三相电压源逆变器（Three-Phase Voltage Source Inverter）

三相电压源逆变器(VSI)模型展示了一个从直流电压源产生交流电流和电压的逆变器电路。此模型设计用于实现10千瓦的额定功率，并提出了三种不同的脉宽调制(PWM)方案来控制VSI输出。

直流电压源提供700伏的电压，代表系统中的电池、太阳能阵列或整流器。逆变器连接到230Vrms、50Hz的低压电网，电网表示为刚性交流电压源。并网电抗为基础阻抗的10%，并包含小电阻来模拟电感器损耗。电感器电流被初始化为单位功率因数下10kW的期望额定功率，以避免启动期间的瞬态。

可配置子系统“控制器Controller”包含三种常见的PWM方法：正弦PWM、空间矢量(SV)PWM和滞后PWM。选择不同的调制器类型将呈现不同的控制参数。通常，VSI输出端电压或参考电流将使用闭环控制方法动态计算，但在模型中使用固定值。正弦和SV PWM配置中，参考信号是VSI输出端子处的期望平均电压，VSI输出电流与电网电压相位差决定了输出电压幅度和角度。正弦PWM实现使用对称PWM组件，其采样参数配置对调制指数输入进行采样的不同方式。滞后PWM是一种电流控制的PWM方案，调节逆变器的输出电流至恒定迟滞带内的参考电流。

模型配置了运行多个实验，比较每个调制器的性能。通过检查输出波形、总谐波失真(THD)、谐波频谱分析和磁滞带，可以比较每种调制策略产生的谐波。

通过比较，发现SV PWM在输出端产生的谐波失真较小，与相同开关频率的正弦PWM相比。正弦PWM和SV PWM方案的主谐波以开关频率的整数倍为中心，而磁滞PWM产生的谐波是非周期性的，并在谐波频谱中具有频率含量。

模型讨论了无调节三相VSI的运行，并实现了三种调制技术，比较了每种调制策略产生的谐波。此模型授权英富美(深圳)科技有限公司提供翻译与发表，所有权属于瑞士商Plexim GmbH所有。如有任何用途，请先获得所有权人允许。

无刷电机控制（九）SVPWM之三相逆变器

SVPWM之三相逆变器

三相逆变器在无刷电机控制系统中扮演着至关重要的角色，它负责将直流电转换为交流电，以驱动无刷电机的三相线圈。以下是对三相逆变器及其在无刷电机控制中的应用的详细解析。

一、三相电压型逆变器结构

三相电压型逆变器的基本结构如图1所示。该逆变器由六个功率开关管（VT1-VT6）组成，这些开关管通常由IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等器件实现。这些开关管通过六路PWM（脉冲宽度调制）信号进行控制，以实现逆变器的正常工作。

在逆变器中，VT1和VT4、VT2和VT5、VT3和VT6分别组成三组桥臂。当某一桥臂的上方开关管（如VT1）导通时，下方开关管（如VT4）关断；反之亦然。通过控制这六个开关管的导通和关断，逆变器可以输出三相电压ua、ub和uc。在FOC（磁场定向控制）算法的控制下，这三相电压呈现为正弦波的形式，从而实现从直流到交流的变换。

二、三相逆变器的工作原理

三相逆变器的工作原理基于PWM调制技术。通过调整PWM信号的占空比，可以控制逆变器输出电压的幅值和相位。在SVPWM（空间矢量脉宽调制）算法中，将逆变器的输出电压看作一个空间矢量，通过控制该矢量的方向和大小，可以实现对无刷电机定子磁链的精确控制。

具体来说，SVPWM算法将逆变器的输出电压空间划分为六个扇区，每个扇区对应一个特定的开关状态组合。在每个扇区内，通过调整两个相邻开关状态的作用时间，可以合成出所需的输出电压矢量。这种调制方式不仅提高了电压利用率，还降低了谐波含量，从而提高了无刷电机的运行性能。

三、三相逆变器的硬件实现

三相逆变器的硬件实现通常包括光耦芯片、驱动芯片、升压电路和大功率NMOS管等组件。这些组件共同构成了逆变器的核心电路，实现了对功率开关管的精确控制。

光耦芯片：用于隔离控制信号和功率电路，防止高压电路对控制电路的干扰。驱动芯片：用于放大控制信号，以驱动大功率NMOS管的导通和关断。升压电路：用于提高直流母线电压，以满足无刷电机对高压输入的需求。大功率NMOS管：作为逆变器的功率开关管，承受高压和大电流，实现直流到交流的变换。

以正点原子ATK-PD6010B无刷驱动板为例，其硬件结构如图2所示。该驱动板采用了上述组件，实现了对三相逆变器的精确控制。通过调整PWM信号的占空比和频率，可以实现对无刷电机转速和转矩的精确调节。

四、总结

三相逆变器是无刷电机控制系统中的关键组件之一。它通过PWM调制技术将直流电转换为交流电，以驱动无刷电机的三相线圈。在SVPWM算法的控制下，逆变器可以实现对无刷电机定子磁链的精确控制，从而提高电机的运行性能。硬件实现方面，三相逆变器通常由光耦芯片、驱动芯片、升压电路和大功率NMOS管等组件构成，这些组件共同实现了对功率开关管的精确控制。通过对这些组件的合理设计和优化，可以进一步提高无刷电机控制系统的性能和可靠性。

说明一下电机控制的逆变器是如何通过pwm技术调整输出三相交流电的频率和电压

一、复合型AC-AC电路

复合型AC-AC电路能够实现三相输出电压的幅值和频率的同时改变。这种电路在交流电机调速、变频器和其他需要调节电压和频率的应用中非常重要。

二、如何改变幅值和频率

1. 改变幅值：

幅值的改变通常通过脉冲宽度调制（PWM）技术实现。控制电路将输入信号转换为PWM信号，通过调整脉冲宽度来控制输出电压的幅值。具体操作是，控制电路接收输入信号，并将其转换为脉冲信号，随后通过改变脉冲宽度来调整输出电压的幅值。

2. 改变频率：

频率的改变则通常通过变频器实现。控制电路首先将输入电源转换为直流电源，然后将直流电源转换为频率可调的交流电源，以此来控制输出电压的频率。具体来说，控制电路接收到输入电源，并将其转换为直流电源，随后再将直流电源转换为频率可调的交流电源，从而实现输出电压频率的控制。

三、需要注意的问题

复合型AC-AC电路的控制电路设计复杂，需要精确的控制算法和电路设计。此外，电路在实际运行中可能会遇到噪声、温度等问题，因此在设计和使用时需要特别注意这些问题。

四、举例说明

以一种基于PWM和变频器的电路设计为例，可以说明如何实现三相输出电压幅值和频率的同时改变。该电路主要由PWM模块、直流-交流变换模块和变频器模块组成。

1. PWM模块：

PWM模块负责控制输出电压的幅值。它接收控制信号，并将输入电压转换为PWM信号。通过调整PWM信号的占空比，可以实现输出电压幅值的控制。

2. 直流-交流变换模块：

直流-交流变换模块负责将PWM信号转换为交流电压。它接收PWM信号和直流电源，并使用逆变器将直流电源转换为可控制的三相交流电压输出。

3. 变频器模块：

变频器模块负责控制输出电压的频率。它接收控制信号，并将输入电源转换为频率可调的交流电源。变频器模块可以采用多种技术实现，如电压-频率（V/F）控制技术或矢量控制技术。

通过上述三个模块的协同工作，可以实现三相输出电压幅值和频率的同时改变。例如，通过增加PWM信号的占空比来增加输出电压的幅值，或者通过改变变频器的频率来改变输出电压的频率。

为什么逆变器要用spwm技术?

逆变器为何采用SPWM技术，关键在于其能显著提升输出正弦波的纯净度和效率。普通PWM技术通过固定幅值的调制波与三角载波相交，产生方波输出，虽能改变输出频率，但因高次谐波丰富，正弦波质量受限。SPWM技术则利用正弦规律变化的占空比，通过ADC将模拟正弦信号截取三角波载波，生成SPWM信号。DAC驱动逆变器，结合滤波，最终产出低谐波、高纯净度的正弦波。

SPWM技术的两个核心元素是占空比和频率。占空比随正弦波幅度变化，频率则与三角载波同步。这种技术利用计算机和单片机的计算能力实现占空比和频率的精准调整，有效避免了谐波的产生。通过SPWM驱动逆变器，原始信号经过斩波、逆变处理，最终转化为高频大功率的正弦交流电。该技术在电机控制、电能变换及并网等领域应用广泛，特别适合对谐波要求严格的场合，如电能质量领域，能够显著提高效率和稳定性。

在电力电子应用中，SPWM技术能显著减少谐波，提高输出正弦波的纯净度，尤其在电机驱动、逆变器设计中得到广泛应用。同时，矢量PWM（SVPWM）技术引入相位信息，用于驱动三相正弦交流电，进一步优化了逆变器的性能和输出质量。

SPWM技术的实践操作涉及到硬件和软件两部分。硬件方面，通过比较三角波与正弦波来生成SPWM信号；软件方面，利用单片机输出PWM波，并通过定时器或Epwm模块生成三角波，进而产生SPWM信号。在实际应用中，SPWM的生成与操作步骤通常包含生成载波、生成正弦波并进行比较等关键步骤。

总体而言，SPWM技术通过优化逆变器输出的正弦波质量，显著提升了其在电机控制、电能变换及电力并网等领域的性能和效率，是现代电力电子技术中不可或缺的核心技术之一。

逆变器mppt是什么意思？

大功率逆变器MPPT最大功率跟踪范围是420-850V,也就是说直流电压420V的时候输出功率达到100%。

简单讲：峰值电压（DC420V）转换成和交流电有效电压，乘以转换系数获得（AC270V），该系数与输出侧电压调压范围及脉宽输出占空比有关。 

270的调压范围（-10%至10%）那么：直流侧DC420V时的输出电压最高值为AC297V；获得AC297V交流电有效值，直流电压(交流电峰值电压)为297*1.414=420V；反过来计算就可以得到AC270V;其过程是：DC420V直流电经开光关（IGBT、IPM等），进行PWM（脉宽调制）控制，再通过滤波后得到交流电的。 

三相PWM整流电路和三相PWM逆变电路有何区别

整流是将交流电转换为直流电的过程。整流电路通过整流桥实现，利用二极管的单向导电特性，使交流电变为单向脉动的直流电。整流方式有半波整流、全波整流和桥式整流，它们主要区别在于变压器、二极管的数量及波形输出。

逆变则是将直流电转换为交流电的过程。逆变电路主要使用MOS管等电子元件，通过开关控制，将直流电转换为所需频率和电压的交流电。逆变器广泛应用于工业调速、不间断电源、感应加热等领域。

请问三相逆变后的正弦电压怎么计算?谢谢了。

在考虑三相逆变器输出的正弦电压计算时，首先需要明确逆变器的工作原理和类型，因为不同的逆变器设计会产生不同类型的波形。接下来，我们将探讨两种常见的情况。

首先，对于使用隐埋脉宽调制（PWM）技术生成正弦波形的复杂逆变器，其输出电压的瞬时值取决于直流输入电压和PWM信号的占空比。通过调整占空比以及必要时改变输入电压的方向，可以合成所需的正弦波形。这种逆变器有两种电路配置：单端和全波桥式。在单端配置中，输出电压等于直流输入电压乘以占空比。在全波桥式配置中，占空比为100%时输出电压等于直流输入电压，占空比为50%时输出电压为零，占空比为零时输出电压为直流输入电压的反向。要计算正弦波的有效值，需知道其峰值并应用峰值与有效值的关系（有效值是峰值的1/√2）。

其次，对于产生所需交流频率方波的简单逆变器，输出方波的幅度直接等于直流输入电压。要计算这种方波交流电压，需考虑不同的应用场景。如果电压连接到纯电阻性负载上，要计算功率，需要知道电压的总有效值，而对于方波，这个有效值等于电压幅度，即逆变前的直流电压。在考虑方波含有的谐波时，基频成分的电压幅度是方波幅度的一半乘以π，因此，基频成分的有效值是方波幅度的(4/π)*((√2)/2)倍。

最后，需要说明的是，上述分析仅针对单个相位。对于三相电压，还存在不同的接法（星形或三角形）以及线电压与相电压的关系等交流电的基本概念。这些概念在计算三相逆变器输出时是必须考虑的。

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