MATLAB的SVPWM(电压空间矢量脉宽调制)控制算法的仿真 第6页
第3章 脉冲调制（PWM）技术
3. 1脉宽调制(PWM)技术发展概况
3. 1. 1脉宽调制(PWM)技术的发展现状
1964年，德国的A. schonung等率先提出了脉宽调制变频[1]的思想，他们把通讯系统中的调制技术推广应用于交流变频。用这种技术构成的PWM变频器基本上解决了常规辣拍阶梯波变频器中存在的问题，为近代交流调速系统开辟了新的发展领域。随着全控型快速半导体自开关器件的发展，PWM口ulse WidthModulation)控制技术得到了快速的发展。PWM控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出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所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。PWM控制技术仅用一组就具有调压功能和谐波控制能力，由于它具有输出接近正弦波和输入功率因数高的特点，所以无论对于交流调速还是不停电电源UPS等都极为难得，它有利于简化结构，改善性能和提高效率。由于上述原因，PWM技术颇引人注意，人们对PWM技术进行了深入的研究，得到了许多改进的PWM方法。图3.1列出了脉宽调制方法的分类。
图3.1脉宽调制方法分类原文请找腾讯752018766辣-文^论,文.网
http://www.751com.cn目前，在PWM控制方法中使用最多和研究最多的是正弦波PWM，即SPWM方法。为了改善输出波形、减低谐波含量以及优化某项性能指标，人们又将SPWM技术进行了优化和完善，提出了各类新型SPWM方法，图3.2列出了这些新型方法。
1、三角载波调制法:目前，这种方法应用最为广泛，正弦调制波((SPWM)是它的基本型，其它形状的调制波主要是为了提高直流电源的利用率并改善输出正弦波形的频谱。它的特点是控制灵活，有快速的动态响应，可以进行瞬时值控制。
2、预定相位法:它的主要特点是离线计算出各开关点的时刻和开关器件的通断次序，存于计算机的存储器中，依靠数字电路或计算机来实现要求的波形。由于微机系统体积的缩小，性能价格比的提高，出现了各种形式的相位预定法，其中较有优势的是以下几种:
(1)谐波消除法:其思想是控制PWM输出波形中的各个转换时刻，保证四分之一波形的对称，根据输出波形的傅立叶级数展开式，将要消除的谐波值以及要控制的基波幅值组成非线性超越方程组，利用数值方法离线计算出各开关的通断时刻，达到完全消除预定谐波和控制基波幅值的目的。
图3.2常用SPWM控制方法的分类
(2)改进SPWM法:这类方法有采样式SPWM法、区段面积等值法等，其实质是将调制波(一般为正弦波)周期分成n等份，在每一等份的触发脉冲宽度上做文章。采样式SPWM法使脉冲宽度正比于该等份的正弦面积。
(3)最优PWM法:这种方法是依据应用的最优准则(谐波电流失真度最小、脉动转矩最小或磁通轨迹最圆等)构造目标函数，利用优化算法离线计算各个开关的通断时刻。预定相位法的共同特点是控制性能好，抗干扰性好，可以最优化，但无法进行瞬时值控制。
3.调制法:又称跟踪PWM法或自适应电流控制PWM，该技术是基于电流控制的，将实际的输出电流与调制波相比较，在电流超出某一规定的滞后区域情况下，控制逆变器反相，使电流衰减，反之亦然，迫使实际电流在所需的滞后区域之内跟踪调制波。
4.相移PWM法:以控制输出电压为目的。它将若干个逆变桥在输出端用变压器藕合在一起，依靠调节桥与桥之间的相移角可以控制输出电压。它可以在不增加每台变流器的开关频率的条件下，提高整个系统的等效开关频率。
5.电压空间矢量脉宽调制(PWM)技术，又称磁链追踪型PWM，它是从电动机的角度出发，着眼点在于如何使电动机获得圆磁场。它是以三相对称正弦波电压供电时交流电动机的理想磁链圆为基准，用逆变器不同开关模式所产生的实际磁链矢量来追踪基准磁链圆，由追踪的结果决定逆变器的开关模式，形成PWM波。
3. 1. 2脉宽调制(PWM)技术的应用
近10年来由于PWM控制技术可以极其有效地进行谐波抑制，而且它的动态响应好，在频率、效率诸方面有着明显的优点，因而其在电力电子领域得到了广泛的应用，并对电力电子技术产生了十分深远的的影响。PWM控制技术在交-直、直一直、交一交、直一交所有四大类交流电路中都己得到了广泛地应用。
1.直流斩波电路实际上就是直流PWM电路，这是PWM控制技术应用较早也成熟较早的一类电路，把直流斩波电路应用于直流电动机调速系统，就构成广泛应用的直流脉宽调速系统。
2.交流一交流变流电路中的斩控式交流调压电路和矩阵式变频电路是PWM控制技术在这类电路中应用的代表。目前，其应用都还不多，但矩阵式变频电路因其容易实现集成化，可望有良好的发展前景。
3.PWM控制技术在逆变电路中的应用最具代表性。可以说，正是由于PWM控制技术在逆变电路中的广泛而成功的应用，才奠定了PWM控制技术在电力电子技术中的突出地位。除功率很大的逆变装置外，不用PWM控制的逆变电路已十分少见。可以说PWM控制技术正是赖于在逆变电路的应用才发展得比较成熟，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。原文请找腾讯752018766辣-文^论,文.网http://www.751com.cn 4.PWM控制技术用于整流电路即构成P WM整流电路。这种技术可以看成逆变电路中P WM控制技术向整流电路的延伸。PWM整流电路已经获得了一些应用，并有良好的应用前景。
综上所述，在电气传动中，广泛地应用P WM控制技术，PWM就是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲序列，并通过控制脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频及控制和消除谐波的目的。随着电气传动系统对其控制性能的要求不断提高，人们对PWM控制技术进行了深入研究:从最初追求电压波形正弦，到电流波形正弦，再到磁通正弦，PWM控制技术得到了不断的创新和完善。上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] 下一页
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