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逆变器的控制方法 串联谐振逆变器的控制方法是什么?

发布时间:2023-12-31 12:00:29 人气:

串联谐振逆变器的控制方法是什么?

1.串联谐振逆变器基本结构

串联谐振逆变器的基本原理图如图1所示。它包括直流电压源,和由开关S1~S4组成的逆变桥及由R、L、C组成的串联谐振负载。其中开关S1~S4可选用IGBT、SIT、MOSFET、SITH等具有自关断能力的电力半导体器件。逆变器为单相全桥电路,其控制方法是同一桥臂的两个开关管的驱动信号是互补的,斜对角的两个开关是同时开通与关断的。

2串联谐振逆变器的控制方法

2.1 调幅控制(PAM)方法

调幅控制方法是通过调节直流电压源输出(逆变器输入)电压Ud(可以用移相调压电路,也可以用斩波调压电路加电感和电容组成的滤波电路,来实现调节输出功率的目的。即逆变器的输出功率通过输入电压调节,由锁相环(PLL)完成电流和电压之间的相位控制,以保证较大的功率因数输出。

这种方法的优点是控制简单易行,缺点是电路结构复杂,体积较大。

2.2 脉冲频率调制(PFM)方法

脉冲频率调制方法是通过改变逆变器的工作频率,从而改变负载输出阻抗以达到调节输出功率的目的。

从串联谐振负载的阻抗特性

可知,串联谐振负载的阻抗随着逆变器的工作频率(f)的变化而变化。对于一个恒定的输出电压,当工作频率与负载谐振频率偏差越大时,输出阻抗就越高,因此输出功率就越小,反之亦然。

脉冲频率调制方法的主要缺点是工作频率在功率调节过程中不断变化,导致集肤深度也随之而改变,在某些应用场合如表面淬火等,集肤深度的变化对热处理效果会产生较大的影响,这在要求严格的应用场合中是不允许的。但是由于脉冲频率调制方法实现起来非常简单,故在以下情况中可以考虑使用它:

1)如果负载对工作频率范围没有严格限制,这时频率必须跟踪,但相位差可以存在而不处于谐振工作状态。

2)如果负载的Q值较高,或者功率调节范围不是很大,则较小的频率偏差就可以达到调功的要求。

2.3脉冲密度调制(PDM)方法

脉冲密度调制方法就是通过控制脉冲密度,实际上就是控制向负载馈送能量的时间来控制输出功率。其控制原理如图2所示。

这种控制方法的基本思路是:假设总共有N个调功单位,在其中M个调功单位里逆变器向负载输出功率;而剩下的N-M个单位内逆变器停止工作,负载能量以自然振荡形式逐渐衰减。输出的脉冲密度为M/N,这样输出功率就跟脉冲密度联系起来了。因此通过改变脉冲密度就可改变输出功率。

脉冲密度调制方法的主要优点是:输出频率基本不变,开关损耗相对较小,易于实现数字化控制,比较适合于开环工作场合。

脉冲密度调制方法的主要缺点是:逆变器输出功率的频率不完全等于负载的自然谐振频率,在需要功率闭环的场合中,工作稳定性较差。由于每次从自然衰减振荡状态恢复到输出功率状态时要重新锁定工作频率,这时系统可能会失控。因此在功率闭环或者温度闭环的场合,工作的稳定性不好。其另一个缺点就是功率调节特性不理想,呈有级调功方式。

简述变压变频逆变器输出电压的控制方式

将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.工作过程一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路四大过程。
1.
整流电路
整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块.
2.
平波电路
平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动,为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压(电流),一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量,故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
3.
控制电路
现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心,从而实现全数字化控制。
变频器是输出电压和频率可调的调速装置。提供控制信号的回路称为主控制电路,控制电路由以下电路构成:频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“速度检测电路”。运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路
变频器采取的控制方式,即速度控制、转拒控制、PID或其它方式
4
逆变电路
逆变电路同整流电路相反,逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压,以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压。

逆变器的经典控制理论的控制策略是什么?

1、电压均值反馈控制 他是给定一个电压均值,反馈采样输出电压的均值,两者相减得到一个误差,对误差进行PI调节,去控制输出。他是一个恒值调节系统,优点是输出可以达到无净差,缺点是快速性不好。 2、电压单闭环瞬时值反馈控制 电压单闭环瞬时逆变器的经典控制理论的控制策略是什么?

单项桥式逆变pwm有哪些控制方法

PWM逆变电路及其控制方法1.计算法和调制法
同步调制和异步调制 规则采样法2.
3.计算法和调制法
1)计算法
根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数,准确计 算PWM波各脉冲宽度和间隔,据此控制逆变电路 开关器件的通断,就可得到所需PWM波形。 本法较繁琐,当输出正弦波的频率、幅值或相位 变化时,结果都要变化。计算法和调制法
2)调制法
结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明
在Ur的正半周, 当Ur > Uc时, Uo=Ud 。 当Ur < Uc时,Uo=0 。 在Ur的负半周, 当Ur > Uc时, Uo=0 。 当Ur < Uc时,Uo=- Ud 。 因此,在Ur的一个周期内,输 出的PWM波有+ Ud ,0三种 电平。单极性控制方式: UrUrUr图7-4 单相桥式PWM逆变电路计算法和调制法
3)双极性PWM控制方式(三相桥逆变)
三相的PWM控制 公用三角波载波uc 三相的调制信号urU、 urV和urW依次相差 120°图7-7 三相桥式PWM型逆变电路计算法和调制法
u
O u UN'
U d 2 U d 2 Ud 2 Ud 2 Ud 2u rUu rVucu rW? t下面以U相为例分析控制规律:
当urU>uc时,uUN’=Ud/2。 当urU<uc时,uUN’=-Ud/2。
Uun 'O tu VN' O
tu WN'O? tu UV Ud O -Ud u UN O
2Ud 3 Ud 3? t输出线电压PWM波由±Ud 和0三种电平构成 负载相电压PWM波由 (±2/3)Ud、(±1/3)Ud和0共 5种电平组成。? t图7-8 三相桥式PWM逆变电路波形图7-7 三相桥式PWM型逆变电路异步调制和同步调制
根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况, PWM调制方式分为异步调制和同步调制。 1) 异步调制 载波信号和调制信号不同步的调制方式通常保持fc固定不变,当fr变化时,载波比N是变化的 在信号波的半周期内,PWM波的脉冲个数不固定,相位也 不固定,正负半周期的脉冲不对称,半周期内前后1/4周期 的脉冲也不对称当fr较低时,N较大,一周期内脉冲数较多,脉冲不对称产 生的不利影响都较小
当fr增高时,N减小,一周期内的脉冲数减少,PWM脉冲不 对称的影响就变大异步调制和同步调制 2) 同步调制
——载波信号和调制信号保持同步的调制方式,当变频时 使载波与信号波保持同步,即N等于常数。
基本同步调制方式,fr变化 时N不变,信号波一周期内 输出脉冲数固定。 三相电路中公用一个三角 波载波,且取N为3的整数 倍,使三相输出对称。 为使一相的PWM波正负半 周镜对称,N应取奇数。 fr很低时,fc也很低,由调 制带来的谐波不易滤除。 fr很高时,fc会过高,使开 关器件难以承受。
u O uUN'
Ud 2 Ud 2u rUuc urVurWtOtuVN' O uWN'tOt图7-10 同步调制三相PWM波形规则采样法
三相桥逆变电路的情况
三角波载波公用,三相正弦调制波相位依次差120° 同一三角波周期内三相的脉宽分别为dU、dV和dW,脉 冲两边的间隙宽度分别为d′U、d′ V和d′ W,同一时刻三 相调制波电压之和为零,由式(7-6)得3Tc dU ?dV ?dW ? 2 3Tc 由式(7-7)得 d ' U ?d ' V ?d ' W ? 4
利用以上两式可简化三相SPWM波的计算(7-8) (7-9)上位机PWM光 耦 隔 离和电 保压 护电 电流 路检 测PDPINT整流电路SCITMS320F2812IO接口 电路IPMADCGIPO电流检测键盘及 显示电 路QEP永磁同步电动机的控制系统框图 PMSM control system of the block diagramSPI
转速和位 置检测 PMSM三亿文库3y.uu456.com包含各类专业文献、专业论文、高等教育、行业资料、中学教育、各类资格考试、外语学习资料、52PWM逆变电路及其控制方法等内容。

若增大spwm逆变器的输出电压基波频率可采用的控制方法是什么

若增大spwm逆变器的输出电压基波频率可采用的控制方法是增大正弦调制波频率。谐波是指频率为基波频率整数倍的一种正弦波。电网存在非线性元件和非线性负载,使得电网的电压或电流的波形不仅仅是频率为50Hz的正弦波(又称基波),还含有与基波频率(50Hz)成整数倍和分数倍频率的其他正弦波。这些正弦波就称为电网的谐波。

若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率,可采用的控制方法是

若要增大SPWM逆变器的输出电压基波频率,可采用的控制方法是:增大正弦调制波频率 。

SPWM是在PWM的基础上,将期望输出的正弦电压波形假想成有一组等宽不等幅的片断组合而成,然后用一组冲量对应相等的等幅不等宽(即脉冲宽度调制)脉冲将它们依次代替,从而在滤波器输出端得到期望的正弦电压波形。这样的脉冲可以由电子开关的通断控制实现。

理论推导和实际的频谱分析表明:SPWM脉冲电压具有与理想正弦电压相一致的基波分量,而且最低次谐波的频率可以提高到SPWM调制频率(即开关频率,对应于每基波周期的脉冲个数)附近。因此,当开关频率足够高时,利用较小的滤波器就能将其中的谐波滤除掉。

此外,只需改变SPWM脉冲宽度,就可以平滑地调节输出电压的基波幅值。采用了SPWM技术的逆变器即为SPWM逆变器,它在波形质量和控制性能上相对方波型逆变器有了巨大的进步。

扩展资料:

原理

一个连续函数是可以用无限多个离散函数逼近或替代的,因而可以设想用多个不同幅值的矩形脉冲波来替代正弦波,在一个正弦半波上分割出多个等宽不等幅的波形(假设分出的波形数目n=12),如果每一个矩形波的面积都与相应时间段内正弦波的面积相等,则这一系列矩形波的合成面积就等于正弦波的面积,也即有等效的作用。

为了提高等效的精度,矩形波的个数越多越好,显然,矩形波的数目受到开关器件允许开关频率的限制。 

在通用变频器采用的交-直-交变频装置中,前级整流器是不可控的,给逆变器供电的是直流电源,其幅值恒定。从这点出发,设想把上述一系列等宽不等幅的矩形波用一系列等幅不等宽的矩形脉冲波来替代,只要每个脉冲波的面积都相等,也应该能实现与正弦波等效的功能,称作正弦脉宽调制(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线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替,矩形脉冲的幅值不变,各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合,这样就形成spwm波形。同样,正弦波的负半周也可用相同的方法与一系列负脉冲波等效。这种正弦波正、负半周分别用正、负脉冲等效的spwm波形称作单极式spwm。

参考资料来源:百度百科-SPWM

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