发布时间:2024-07-21 19:50:15 人气:
逆变器设计常用的“正弦脉冲宽度调制”的英文缩写是什么
“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。
PWM逆变器是什么?
此电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流。漏电流过大将对电源产生电磁干扰,还会使电机轴承过早毁坏,从而影响系统运行的可靠性。文中提出了一种新颖的可以有效消除脉冲宽度调制(PWM)逆变器产生的共模电压的有源滤波器。这个有源滤波器由一个单相逆变器和一个五绕组共模变压器组成,可以产生与PWM逆变器输出的电压幅值相等,相位相反的共模电压,通过五绕组共模变压器叠加到逆变器输出中,从而有效消除感应电机端的共模电压。这种有源滤波器结构简单,控制容易。文中通过理论分析,仿真和实验结果证明了这种结构的有效性。 高速电力半导体器件如绝缘栅双极晶体管(IGBT)的发展使电压源型脉宽调制逆变器的载波频率大大提高(如20 kHz),高开关频率以及零开关损耗方案可显着提高PWM变频器的性能。但在PWM变频器的应用中,出现了一些负面问题。 例如,传统的IGBT的控制策略使PWM逆变器输出产生了共模电压。共模电压使IGBT在高速开关期间,产生充放电电流。电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流,漏电流过大将引起电机保护电路的误动作;频率从100 kHz到几兆范围变化的漏电流经地线流回系统的三相电源中,产生电磁干扰(EMI) ,影响电网上的其他设备的正常运行;轴电压和轴承电流过大使电机轴承过早毁坏 。为抑制逆变器输出的共模电压,提高系统的可靠性,传统的方法是采用转轴接地,轴承绝缘,具有传导性的润滑剂等来降低轴电流,保护电机轴承,但是电机端共模电压仍然存在。电机负载运行时,共模电压仍会通过负载轴承产生具有破坏性的电流。为此开始采用由无源器件组成的滤波器,这类方法对消除过电压的影响非常有效,但载波频率发生变化时,对降低逆变器输出中的谐波成分的作用非常有限。 因此,近年来开始尝试用有源器件来消除这些负面影响。Alexander Julian等提出了四相逆变器来消除共模电压,这种方法会产生严重的开关损耗和谐波失真。Annette Jouanne提出双桥逆变器(DBI)用于消除电机共模电压和由此产生的轴承漏电流,这种方法增加了一个三相逆变器及相应的驱动设备,所采用电机的定子必须有两套绕组,从而限制了这种方法的应用范围。
PWM电路的工作原理
PWM脉宽调制(Pulse
Width
Modulation,PWM)是通过对一系列脉冲的宽度进行调制,等效地获得所需要的波形(含形状和幅值)。脉宽调制是一种应用比较普通的控制方式,脉宽调制是保持逆变器的工作频率不变,即载波频率不变,而通过改变IGBT的导通时间或截至时间来改变占空比的调制方式。
脉宽调制的原理,把一个正弦半波分为若干等份,然后把每一等份的正弦曲线和横轴ωt所包围的面积计算出来,在这个正弦曲线图的下方,绘制一个相同的坐标,并在这个新坐标的图中,用一个与所计算的面积相等的等高矩形脉冲替代那些计算过面积的每一等份,这个矩形脉冲的中点应该与正弦波上所对应的这一等份的中点重合。由若干个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦的半周等效。
全部手打。参考的变频器原理与应用。
对信号的调制方式中,PWM和PAM分别是什么
PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。
信号是数据的电磁编码或电子编码。和数据一样,信号也分为模拟信号和数字信号。模拟信号是指电信号的参量是连续取值的,其特点是幅度连续。常见的模拟信号有电话、传真和电视信号等。数字信号是离散的,从一个值到另一个值的改变是瞬时的,就像开启和关闭电源一样。数字信号的特点是幅度被限制在有限个数值之内。常见的数字信号有电报符号、数字数据等。信号是运载消息的工具,是消息的载体。从广义上讲,它包含光信号、声信号和电信号等。
pwm原理是什么 pwm原理介绍
1. PWM原理:控制方式是控制逆变电路的开关装置的通断,使输出端获得一系列等幅值的脉冲,用这些脉冲代替正弦波或所需的波形。也就是说在输出波形的半周期内产生多个脉冲,使每个脉冲的等效电压为正弦波形,得到的输出是平滑的低次谐波。按照一定的规律调节每个脉冲的宽度,不仅可以改变逆变器电路的输出电压,还可以改变输出频率。
2. PWM是脉宽调制的缩写。这是一种模拟控制方式。它根据相应负载的变化来调节晶体管基极或MOS栅极的偏置,从而改变晶体管或MOS管的准时时间,从而实现开关稳压电源输出的变化。
逆变器基本原理
逆变器最基本的原理就是脉宽调制(PWM)。就是将直流电压通过开关管(现在一般用IGBT)调制成不同宽度的脉冲,其脉冲的宽度与输出交流的瞬态值(电压或电流)相对应,最后通过滤波器整形为正弦交流电。
单相逆变器常用的电路采用四桥臂(将4个IGBT接成类似桥式整流的形状),由控制回路控制4个桥臂以数kHz的频率两两轮番导通和截止,脉冲宽度按PWM算法得出结果变化,逆变器的输出回路接有LC滤波器,将PWM波整形为正弦波。
Pwm与spwm的区别
1、PWM是英文PulseWidthModulaTIon(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲序列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调制方式。PAM是按一定规律改变脉冲序列的脉冲幅度,以调节输出量和波形的一种调制方式。2、PWM是脉冲宽度调制也就是具有一定脉冲宽度的连续的方波组成。
SPWM是在PWM的基础上用正弦波来调制合成的具有正弦波规律变化的方波。
SPWM原理正弦PWM的信号波为正弦波,就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形,其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的。
一、脉冲宽度调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
在PWM波形中,各脉冲的幅值是相等的,要改变等效输出正弦波的幅值时,只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可,因此在交-直-交变频器中,PWM逆变电路输出的脉冲电压就是直流侧电压的幅值。
在LED控制中PWM作用于电源部分,脉宽调制的脉冲频率通常大于100Hz,人眼就不会感到闪烁。
二、SPWM(SinusoidalPWM)法是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM法。前面提到的采样控制理论中的一个重要结论: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。
所谓SPWM,就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式,脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列,这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。它广泛地用于直流交流逆变器等,比如高级一些的UPS就是一个例子。三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出,在变频器领域被广泛的采用。
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参考资料:
PWM-百度百科SPWM-百度百科)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