
在逆变电路中调制比的变化范围是多少?
“正弦脉冲宽度调制”的英文缩写是SPWM。
正弦脉宽调制法(SPWM):是将每一正弦周期内的多个脉冲作自然或规则的宽度调制,使其依次调制出相当于正弦函数值的相位角和面积等效于正弦波的脉冲序列,形成等幅不等宽的正弦化电流输出。其中每周基波(正弦调制波)与所含调制输出的脉冲总数之比即为载波比。
一、PWM技术原理
由于全控型电力半导体器件的出现,不仅使得逆变电路的结构大为简化,而且在控制策略上与晶闸管类的半控型器件相比,也有着根本的不同,由原来的相位控制技术改变为脉冲宽度控制技术,简称PWM技术。 PWM技术可以极其有效地进行谐波抑制,在频率、效率各方面有着明显的优点使逆变电路的技术性能与可靠性得到了明显的提高。采用PWM方式构成的逆变器,其输入为固定不变的直流电压,可以通过PWM技术在同一逆变器中既实现调压又实现调频。由于这种逆变器只有一个可控的功率级,简化了主回路和控制回路的结构,因而体积小、质量轻、可靠性高。又因为集调压压、调频于一身,所以调节速度快、系统的动态响应好。此外,采用PWM技术不仅能提供较好的逆变器输出电压和电流波形,而且提高了逆变器对交流电网的功率因数。 把每半个周期内,输出电压的波形分割成若干个脉冲,每个脉冲的宽度为每两个脉冲间的间隔宽度为t2,则脉冲的占空比γ为
此时,电压的平均值和占空比成正比,所以在调节频率时,不改变直流电压的幅值,而是改变输出电压脉冲的占空比,也同样可以实现变频也变压的效果。
二、正弦波脉宽调制(SPWM)
1.SPWM的概念
工程实际中应用最多的是正弦PWM法(简称SPWM),它是在每半个周期内输出若干个宽窄不同的矩形脉冲波,每一矩形波的面积近似对应正弦波各相应每一等份的正弦波形下的面积可用一个与该面积相等的矩形来代替,于是正弦波形所包围的面积可用这N个等幅(Vd)不等宽的矩形脉冲面积之和来等效。各矩形脉冲的宽度自可由理论计算得出,但在实际应用中常由正弦调制波和三角形载波相比较的方式来确定脉宽:因为等腰三角形波的宽度自上向下是线性变化的,所以当它与某一光滑曲线相交时,可得到一组幅值不变而宽度正比于该曲线函数值的矩形脉冲。若使脉冲宽度与正弦函数值成比例,则也可生成SPWM波形。在工程应用中感兴趣的是基波,假定矩形脉冲的幅值Vd恒定,半周期内的脉冲数N也不变,通过理论分析可知,其基波的幅值V1m脉宽δi有线性关系
在进行脉宽调制时,使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。当正弦值为最大值时,脉冲的宽度也最大,而脉冲间的间隔则最小。反之,当正弦值较小时,脉冲的宽度也小,而脉冲间的间隔则较大,如图5 3所示;这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小,称为正弦波脉宽调制。 SPWM方式的控制方法可分为多种。从实现的途径可分为硬件电路与软件编程两种类型;而从工作原理上则可按调制脉冲的极性关系和控制波与载波间的频率关系来分类。按调制脉冲极性关系可分为单极性SPWM和双极性SPWM两种。
3.双极性SPWM法
双极性控制则是指在输出波形的半周期内,逆变器同一桥臂中的两只元件均处于开关状态,但它们之间的关系是互补的,即通断状态彼此是相反交替的。这样输出波形在任何半周期内都会出现正、负极性电压交替的情况,故称之为双极性控制。与单极性控制方式相比,载波和控制波都变成了有正、负半周的交流方式,其输出矩形波也是任意半周中均出现正负交替的情况
4.SPWM生成方法
正弦脉宽调制波(SPWM)的生成方法可分为硬件电路与软件编程两种方式。
按照前面讲述的PWM逆变电路的基本原理和控制方法,可以用模拟电路构成三角波载波和正弦调制波发生电路,用比较器来确定它们的交点,在交点时刻对功率开关器件的通断进行控制,就可以生成SPWM波形。但这种模拟电路结构复杂,难以实现精确的控制。微机控制技术的发展使得用软件生成的SPWM波形变得比较容易,因此,目前SPWM波形的生成和控制多用微机来实现。本节主要介绍用软件生成SPWM波形的几种基本算法。
SPWM逆变电路中载波比一般设多少
一般载波电路及三角波频率5k到15khz之间 在波比就是三角波频率除以调制波频率 调制波一般就是所需要的波形,如果工频50hz
什么是多电平移相式SPWM技术
随着变频调速技术的发展,作为大容量传动的高压变频调速技术得到了广泛应用。产品电压等级包括3、6、10kV以及油田专用潜油电泵使用的1.6~2.4kV产品,基本可拖动风机、水泵、压缩机等各类负载。高压电动机利用高压变频器可以实现无级调速,既可满足生产工艺过程对电动机调速控制的要求,又可节约能源,降低生产成本。
目前,国内外高压变频器种类很多,但还没有形成像低压变频器那样近乎统一的拓扑结构。日本长冈科技大学的A Nabae等人于1980年首次提出三电平逆变器,为高压大容量电压型逆变器的研制开辟了一条新思路。一般结构是由几个电平台阶合成阶梯波以逼近正弦波输出电压。这种变换器由于输出电压电平数的增加,使得输出波形具有更好的谐波频谱,每个开关器件所承受的电压应力较小,无需均压电路,开关损耗小,dU/dT较小,对电机绝缘十分有利。
单元串联多电平PWM电压源型变频器正是基于这一思想,采用若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出。该变频器对电网谐波污染小,谐波输入电流很低,输入功率因数高,不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置。1 变频器的结构及工作原理 单元串联多电平变频器采用若干个低压功率单元串联方式实现高压输出。以6kV输出电压等级变频器为例,电网电压经过二次侧多重化的隔离变压器降压后向功率单元供电,功率单元为三相输入、单相输出的交-直-交PWM电源型逆变器结构。将相邻功率单元的输出端串接起来,形成Y联结构,实现变压变频的高压直接输出,供给高压电动机。各功率单元分别由输入变压器的一组二次绕组供电,功率单元之间及变压器二次绕组间相互绝缘。
6kV变频器的输入变压器实行多重化设计,以达到降低输入谐波电流的目的。变压器副边有15个二次绕组,采用延边三角形联结,分为5个不同的相位组,互差12°电角度。每相由5个功率单元串联而成时,形成30脉波的二极管整流电路结构。所以理论上29次以下的谐波都可以消除,输入电流波形接近正弦波,总的谐波电流失真率可低于1%。在变压器二次绕组分配时,组成同一相位组的每三个二次绕组,分别给属于电动机三相的功率单元供电。这样,即使在电动机电流出现不平衡的情况下,也能保证每个相位组的电流基本相同,达到理想的谐波抵消效果。
每相由5个额定电压为690V的功率单元串联而成,输出相电压最高可达3450V,线电压可达6kV左右,如图1所示。每个功率单元承受全部的输出电流,但只提供1/5的相电压和1/15的输出功率。变压器的15个二次绕组经过熔断器,分别接到每个功率单元三相二极管整流桥的输入端,功率单元的结构如图2所示,功率单元的电压等级和串联数量决定了变频器输出电压,功率单元的额定电流决定变频器输出电流。三相交流电整流后经滤波电容滤波形成直流母线电压,由于输入变压器阻抗设计得较大(一般为8%左右),直流环节不必设置低压变频器那样的预充电限流电阻。当功率单元额定电压为690V时,直流母线电压为900V左右。逆变器由4个 耐压为1700V的IGBT模块组成H桥式单相逆变电路,通过PWM控制,在T1和T2两端得到变压变频的交流输出,输出电压为单相交流0~690V,频率为0~50Hz(根据电动机的额定功率,可以响应调整,最高可达120Hz)。给你网站,你去看看吧:http://www.dayejin.com/sdyj/sddyj/200403/2004309.htm
SPWM逆变器的工作原理是什么?
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。
SPWM逆变器的工作原理是什么?
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。
求:SPWM全桥逆变器控制电路设计
摘要:论述了单相正弦波逆变器的工作原理,介绍了SG3524的功能及产生SPWM波的方法,对逆变器的控制及保护电路作了详细的介绍,给出了输出电压波形的实验结果。
关键词:逆变器;正弦波脉宽调制;场效应管
引言
当铁路、冶金等行业的一些大功率非线性用电设备运行时,将给电网注入大量的谐波,导致电网电压波形畸变。根据我们的实验观察,在发生严重畸变时,电压会出现正负半波不对称,频率也会发生变化。这样的供电电压波形,即使是一般的电力用户,也难以接受,更无法用其作为检修、测试的电源。同时,在这种情况下,一般的稳压电源也难以达到满意的稳压效果。为此,我们设计了该逆变电源。其控制电路采用了2片集成脉宽调制电路芯片SG3524,一片用来产生PWM波,另一片与正弦函数发生芯片ICL8038做适当的连接来产生SPWM波。集成芯片比分立元器件控制电路具有更简单、更可靠的特点和易于调试的优点。
图1 系统主电路和控制电路框图
1 系统结构及框图
图1示出了系统主电路和控制电路框图。交流输入电压经过共模抑制环节后,再经工频变压器降压,然后整流得到一个直流电压,此电压经过Boost电路进行升压,在直流环上得到一个符合要求的直流电压350V(50Hz/220V交流输出时)。DC/AC变换采用全桥变换电路。为保证系统可靠运行,防止主电路对控制电路的干扰,采用主、控电路完全隔离的方法,即驱动信号用光耦隔离,反馈信号用变压器隔离,辅助电源用变压器隔离。过流保护电路采用电流互感器作为电流检测元件,其具有足够快的响应速度,能够在MOS管允许的过流时间内将其关断。
答案补充
哈哈!
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