《電子技術(shù)應(yīng)用》
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PWM控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法綜述
摘要: 采樣控制理論中有一個(gè)重要結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí),,其效果基本相同。PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ),,對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制,使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖,,用這些脈沖來(lái)代替正弦波或其他所需要的波形,。
Abstract:
Key words :

  引言

  采樣控制理論" title="采樣控制理論">采樣控制理論中有一個(gè)重要結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖" title="脈沖">脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí),其效果基本相同,。PWM" title="PWM">PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ),,對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制,使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖,,用這些脈沖來(lái)代替正弦波或其他所需要的波形,。按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制,既可改變逆變電路輸出電壓的大小,,也可改變輸出頻率,。

  PWM控制" title="PWM控制">PWM控制的基本原理很早就已經(jīng)提出,但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約,,在上世紀(jì)80年代以前一直未能實(shí)現(xiàn)。直到進(jìn)入上世紀(jì)80年代,,隨著全控型電力電子器件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展,,PWM控制技術(shù)才真正得到應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù),、微電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展以及各種新的理論方法,,如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想的應(yīng)用,,PWM控制技術(shù)獲得了空前的發(fā)展,。到目前為止,已出現(xiàn)了多種PWM控制技術(shù),,根據(jù)PWM控制技術(shù)的特點(diǎn),,到目前為止主要有以下8類(lèi)方法。

 

 

  1 相電壓控制PWM

 

  1.1 等脈寬PWM法[1]

  VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)裝置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,,其逆變器部分只能輸出頻率可調(diào)的方波電壓而不能調(diào)壓,。等脈寬PWM法正是為了克服PAM法的這個(gè)缺點(diǎn)發(fā)展而來(lái)的,是PWM法中最為簡(jiǎn)單的一種。它是把每一脈沖的寬度均相等的脈沖列作為PWM波,,通過(guò)改變脈沖列的周期可以調(diào)頻,,改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓,采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化,。相對(duì)于PAM法,,該方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu),提高了輸入端的功率因數(shù),,但同時(shí)也存在輸出電壓中除基波外,,還包含較大的諧波分量。

  1.2 隨機(jī)PWM

  在上世紀(jì)70年代開(kāi)始至上世紀(jì)80年代初,,由于當(dāng)時(shí)大功率晶體管主要為雙極性達(dá)林頓三極管,,載波頻率一般不超過(guò)5kHz,電機(jī)繞組的電磁噪音及諧波造成的振動(dòng)引起了人們的關(guān)注,。為求得改善,,隨機(jī)PWM方法應(yīng)運(yùn)而生。其原理是隨機(jī)改變開(kāi)關(guān)頻率使電機(jī)電磁噪音近似為限帶白噪聲(在線性頻率坐標(biāo)系中,,各頻率能量分布是均勻的),,盡管噪音的總分貝數(shù)未變,但以固定開(kāi)關(guān)頻率為特征的有色噪音強(qiáng)度大大削弱,。正因?yàn)槿绱?,即使在IGBT已被廣泛應(yīng)用的今天,對(duì)于載波頻率必須限制在較低頻率的場(chǎng)合,,隨機(jī)PWM仍然有其特殊的價(jià)值,;另一方面則說(shuō)明了消除機(jī)械和電磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作頻率,隨機(jī)PWM技術(shù)正是提供了一個(gè)分析,、解決這種問(wèn)題的全新思路,。

  1.3 SPWM法

  SPWM(Sinusoidal PWM)法是一種比較成熟的、目前使用較廣泛的PWM法,。前面提到的采樣控制理論中的一個(gè)重要結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí),,其效果基本相同。SPWM法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ),,用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆變電路中開(kāi)關(guān)器件的通斷,,使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等,通過(guò)改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值,。該方法的實(shí)現(xiàn)有以下幾種方案,。

  1.3.1 等面積法

  該方案實(shí)際上就是SPWM法原理的直接闡釋?zhuān)猛瑯訑?shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替正弦波,然后計(jì)算各脈沖的寬度和間隔,,并把這些數(shù)據(jù)存于微機(jī)中,,通過(guò)查表的方式生成PWM信號(hào)控制開(kāi)關(guān)器件的通斷,,以達(dá)到預(yù)期的目的。由于此方法是以SPWM控制的基本原理為出發(fā)點(diǎn),,可以準(zhǔn)確地計(jì)算出各開(kāi)關(guān)器件的通斷時(shí)刻,,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在計(jì)算繁瑣,,數(shù)據(jù)占用內(nèi)存大,,不能實(shí)時(shí)控制的缺點(diǎn)。

  1.3.2 硬件調(diào)制法

  硬件調(diào)制法是為解決等面積法計(jì)算繁瑣的缺點(diǎn)而提出的,,其原理就是把所希望的波形作為調(diào)制信號(hào),,把接受調(diào)制的信號(hào)作為載波,通過(guò)對(duì)載波的調(diào)制得到所期望的PWM波形,。通常采用等腰三角波作為載波,,當(dāng)調(diào)制信號(hào)波為正弦波時(shí),所得到的就是SPWM波形,。其實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單,,可以用模擬電路構(gòu)成三角波載波和正弦調(diào)制波發(fā)生電路,用比較器來(lái)確定它們的交點(diǎn),,在交點(diǎn)時(shí)刻對(duì)開(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制,,就可以生成SPWM波。但是,,這種模擬電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,,難以實(shí)現(xiàn)精確的控制。

  1.3.3 軟件生成法

  由于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得用軟件生成SPWM波形變得比較容易,,因此,,軟件生成法也就應(yīng)運(yùn)而生。軟件生成法其實(shí)就是用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制的方法,,其有兩種基本算法,,即自然采樣法和規(guī)則采樣法。

  1.3.3.1 自然采樣法[2]

  以正弦波為調(diào)制波,,等腰三角波為載波進(jìn)行比較,在兩個(gè)波形的自然交點(diǎn)時(shí)刻控制開(kāi)關(guān)器件的通斷,,這就是自然采樣法,。其優(yōu)點(diǎn)是所得SPWM波形最接近正弦波,但由于三角波與正弦波交點(diǎn)有任意性,,脈沖中心在一個(gè)周期內(nèi)不等距,,從而脈寬表達(dá)式是一個(gè)超越方程,計(jì)算繁瑣,,難以實(shí)時(shí)控制,。

  1.3.3.2 規(guī)則采樣法[3]

  規(guī)則采樣法是一種應(yīng)用較廣的工程實(shí)用方法,一般采用三角波作為載波。其原理就是用三角波對(duì)正弦波進(jìn)行采樣得到階梯波,,再以階梯波與三角波的交點(diǎn)時(shí)刻控制開(kāi)關(guān)器件的通斷,,從而實(shí)現(xiàn)SPWM法。當(dāng)三角波只在其頂點(diǎn)(或底點(diǎn))位置對(duì)正弦波進(jìn)行采樣時(shí),,由階梯波與三角波的交點(diǎn)所確定的脈寬,,在一個(gè)載波周期(即采樣周期)內(nèi)的位置是對(duì)稱(chēng)的,這種方法稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣,。當(dāng)三角波既在其頂點(diǎn)又在底點(diǎn)時(shí)刻對(duì)正弦波進(jìn)行采樣時(shí),,由階梯波與三角波的交點(diǎn)所確定的脈寬,在一個(gè)載波周期(此時(shí)為采樣周期的兩倍)內(nèi)的位置一般并不對(duì)稱(chēng),,這種方法稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣,。

  規(guī)則采樣法是對(duì)自然采樣法的改進(jìn),其主要優(yōu)點(diǎn)就是是計(jì)算簡(jiǎn)單,,便于在線實(shí)時(shí)運(yùn)算,,其中非對(duì)稱(chēng)規(guī)則采樣法因階數(shù)多而更接近正弦。其缺點(diǎn)是直流電壓利用率較低,,線性控制范圍較小,。

  以上兩種方法均只適用于同步調(diào)制方式中。

  1.3.4 低次諧波消去法[2]

  低次諧波消去法是以消去PWM波形中某些主要的低次諧波為目的的方法,。其原理是對(duì)輸出電壓波形按傅氏級(jí)數(shù)展開(kāi),,表示為u(ωt)=ansinnωt,首先確定基波分量a1的值,,再令兩個(gè)不同的an=0,,就可以建立三個(gè)方程,聯(lián)立求解得a1,,a2及a3,,這樣就可以消去兩個(gè)頻率的諧波。

  該方法雖然可以很好地消除所指定的低次諧波,,但是,,剩余未消去的較低次諧波的幅值可能會(huì)相當(dāng)大,而且同樣存在計(jì)算復(fù)雜的缺點(diǎn),。該方法同樣只適用于同步調(diào)制方式中,。

  1.4 梯形波與三角波比較法[2]

  前面所介紹的各種方法主要是以輸出波形盡量接近正弦波為目的,從而忽視了直流電壓的利用率,,如SPWM法,,其直流電壓利用率僅為86.6%。因此,,為了提高直流電壓利用率,,提出了一種新的方法--梯形波與三角波比較法,。該方法是采用梯形波作為調(diào)制信號(hào),三角波為載波,,且使兩波幅值相等,,以?xún)刹ǖ慕稽c(diǎn)時(shí)刻控制開(kāi)關(guān)器件的通斷實(shí)現(xiàn)PWM控制。

  由于當(dāng)梯形波幅值和三角波幅值相等時(shí),,其所含的基波分量幅值已超過(guò)了三角波幅值,,從而可以有效地提高直流電壓利用率。但由于梯形波本身含有低次諧波,,所以輸出波形中含有5次,、7次等低次諧波。

 

  2 線電壓控制PWM

 

  前面所介紹的各種PWM控制方法用于三相逆變電路時(shí),,都是對(duì)三相輸出相電壓分別進(jìn)行控制的,,使其輸出接近正弦波,但是,,對(duì)于像三相異步電動(dòng)機(jī)這樣的三相無(wú)中線對(duì)稱(chēng)負(fù)載,,逆變器輸出不必追求相電壓接近正弦,而可著眼于使線電壓趨于正弦,。因此,,提出了線電壓控制PWM,主要有以下兩種方法,。

  2.1 馬鞍形波與三角波比較法

  馬鞍形波與三角波比較法也就是諧波注入PWM方式(HIPWM),,其原理是在正弦波中加入一定比例的三次諧波,調(diào)制信號(hào)便呈現(xiàn)出馬鞍形,,而且幅值明顯降低,,于是在調(diào)制信號(hào)的幅值不超過(guò)載波幅值的情況下,可以使基波幅值超過(guò)三角波幅值,,提高了直流電壓利用率,。在三相無(wú)中線系統(tǒng)中,由于三次諧波電流無(wú)通路,,所以三個(gè)線電壓和線電流中均不含三次諧波[4],。

  除了可以注入三次諧波以外,還可以注入其他3倍頻于正弦波信號(hào)的其他波形,,這些信號(hào)都不會(huì)影響線電壓,。這是因?yàn)椋?jīng)過(guò)PWM調(diào)制后逆變電路輸出的相電壓也必然包含相應(yīng)的3倍頻于正弦波信號(hào)的諧波,,但在合成線電壓時(shí),各相電壓中的這些諧波將互相抵消,,從而使線電壓仍為正弦波,。

  2.2 單元脈寬調(diào)制法[5]

  因?yàn)?,三相?duì)稱(chēng)線電壓有Uuv+Uvw+Uwu=0的關(guān)系,所以,,某一線電壓任何時(shí)刻都等于另外兩個(gè)線電壓負(fù)值之和?,F(xiàn)在把一個(gè)周期等分為6個(gè)區(qū)間,每區(qū)間60°,,對(duì)于某一線電壓例如Uuv,,半個(gè)周期兩邊60°區(qū)間用Uuv本身表示,中間60°區(qū)間用-(Uvw+Uwu)表示,,當(dāng)將Uvw和Uwu作同樣處理時(shí),,就可以得到三相線電壓波形只有半周內(nèi)兩邊60°區(qū)間的兩種波形形狀,并且有正有負(fù),。把這樣的電壓波形作為脈寬調(diào)制的參考信號(hào),,載波仍用三角波,并把各區(qū)間的曲線用直線近似(實(shí)踐表明,,這樣做引起的誤差不大,,完全可行),就可以得到線電壓的脈沖波形,,該波形是完全對(duì)稱(chēng),,且規(guī)律性很強(qiáng),負(fù)半周是正半周相應(yīng)脈沖列的反相,,因此,,只要半個(gè)周期兩邊60°區(qū)間的脈沖列一經(jīng)確定,線電壓的調(diào)制脈沖波形就唯一地確定了,。這個(gè)脈沖并不是開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào),,但由于已知三相線電壓的脈沖工作模式,就可以確定開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)了,。

  該方法不僅能抑制較多的低次諧波,,還可減小開(kāi)關(guān)損耗和加寬線性控制區(qū),同時(shí)還能帶來(lái)用微機(jī)控制的方便,,但該方法只適用于異步電動(dòng)機(jī),,應(yīng)用范圍較小。

 

  3 電流控制PWM

 

  電流控制PWM的基本思想是把希望輸出的電流波形作為指令信號(hào),,把實(shí)際的電流波形作為反饋信號(hào),,通過(guò)兩者瞬時(shí)值的比較來(lái)決定各開(kāi)關(guān)器件的通斷,使實(shí)際輸出隨指令信號(hào)的改變而改變,。其實(shí)現(xiàn)方案主要有以下3種,。

  3.1 滯環(huán)比較法[4]

  這是一種帶反饋的PWM控制方式,即每相電流反饋回來(lái)與電流給定值經(jīng)滯環(huán)比較器,,得出相應(yīng)橋臂開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)狀態(tài),,使得實(shí)際電流跟蹤給定電流的變化,。該方法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單,動(dòng)態(tài)性能好,,輸出電壓不含特定頻率的諧波分量,。其缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)頻率不固定造成較為嚴(yán)重的噪音,和其他方法相比,,在同一開(kāi)關(guān)頻率下輸出電流中所含的諧波較多,。

  3.2 三角波比較法[2]

  該方法與SPWM法中的三角波比較方式不同,這里是把指令電流與實(shí)際輸出電流進(jìn)行比較,,求出偏差電流,,通過(guò)放大器放大后再和三角波進(jìn)行比較,產(chǎn)生PWM波,。此時(shí)開(kāi)關(guān)頻率一定,,因而克服了滯環(huán)比較法頻率不固定的缺點(diǎn)。但是,,這種方式電流響應(yīng)不如滯環(huán)比較法快,。

  3.3 預(yù)測(cè)電流控制法[6]

  預(yù)測(cè)電流控制是在每個(gè)調(diào)節(jié)周期開(kāi)始時(shí),根據(jù)實(shí)際電流誤差,,負(fù)載參數(shù)及其它負(fù)載變量,,來(lái)預(yù)測(cè)電流誤差矢量趨勢(shì),因此,,下一個(gè)調(diào)節(jié)周期由PWM產(chǎn)生的電壓矢量必將減小所預(yù)測(cè)的誤差,。該方法的優(yōu)點(diǎn)是,若給調(diào)節(jié)器除誤差外更多的信息,,則可獲得比較快速,、準(zhǔn)確的響應(yīng)。目前,,這類(lèi)調(diào)節(jié)器的局限性是響應(yīng)速度及過(guò)程模型系數(shù)參數(shù)的準(zhǔn)確性,。

 

  4 空間電壓矢量控制PWM[7]

 

  空間電壓矢量控制PWM(SVPWM)也叫磁通正弦PWM法。它以三相波形整體生成效果為前提,,以逼近電機(jī)氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軌跡為目的,,用逆變器不同的開(kāi)關(guān)模式所產(chǎn)生的實(shí)際磁通去逼近基準(zhǔn)圓磁通,由它們的比較結(jié)果決定逆變器的開(kāi)關(guān),,形成PWM波形,。此法從電動(dòng)機(jī)的角度出發(fā),把逆變器和電機(jī)看作一個(gè)整體,,以?xún)?nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制,,使電機(jī)獲得幅值恒定的圓形磁場(chǎng)(正弦磁通)。

  具體方法又分為磁通開(kāi)環(huán)式和磁通閉環(huán)式。磁通開(kāi)環(huán)法用兩個(gè)非零矢量和一個(gè)零矢量合成一個(gè)等效的電壓矢量,,若采樣時(shí)間足夠小,,可合成任意電壓矢量。此法輸出電壓比正弦波調(diào)制時(shí)提高15%,,諧波電流有效值之和接近最小。磁通閉環(huán)式引

  入磁通反饋,,控制磁通的大小和變化的速度,。在比較估算磁通和給定磁通后,根據(jù)誤差決定產(chǎn)生下一個(gè)電壓矢量,,形成PWM波形,。這種方法克服了磁通開(kāi)環(huán)法的不足,解決了電機(jī)低速時(shí),,定子電阻影響大的問(wèn)題,,減小了電機(jī)的脈動(dòng)和噪音。但由于未引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié),,系統(tǒng)性能沒(méi)有得到根本性的改善,。

 

  5 矢量控制PWM[8]

 

  矢量控制也稱(chēng)磁場(chǎng)定向控制,其原理是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia,,Ib及Ic,,通過(guò)三相/二相變換,等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1及Ib1,,再通過(guò)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換,,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1及It1(Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流;It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流),,然后模仿對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的控制方法,,實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的控制。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī),,分別對(duì)速度,、磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制。通過(guò)控制轉(zhuǎn)子磁鏈,,然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量,,經(jīng)坐標(biāo)變換,實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制,。

  但是,,由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測(cè),以及矢量變換的復(fù)雜性,,使得實(shí)際控制效果往往難以達(dá)到理論分析的效果,,這是矢量控制技術(shù)在實(shí)踐上的不足。此外.它必須直接或間接地得到轉(zhuǎn)子磁鏈在空間上的位置才能實(shí)現(xiàn)定子電流解耦控制,,在這種矢量控制系統(tǒng)中需要配置轉(zhuǎn)子位置或速度傳感器,,這顯然給許多應(yīng)用場(chǎng)合帶來(lái)不便,。

 

  6 直接轉(zhuǎn)矩控制PWM[8]

 

  1985年德國(guó)魯爾大學(xué)Depenbrock教授首先提出直接轉(zhuǎn)矩控制理論(Direct Torque Control簡(jiǎn)稱(chēng)DTC)。直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制不同,,它不是通過(guò)控制電流,、磁鏈等量來(lái)間接控制轉(zhuǎn)矩,而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控量來(lái)控制,,它也不需要解耦電機(jī)模型,,而是在靜止的坐標(biāo)系中計(jì)算電機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的實(shí)際值,然后,,經(jīng)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band-Band控制產(chǎn)生PWM信號(hào)對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制,,從而在很大程度上解決了上述矢量控制的不足,能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器化,,有很快的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度和很高的速度及轉(zhuǎn)矩控制精度,,并以新穎的控制思想、簡(jiǎn)潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展,。

  但直接轉(zhuǎn)矩控制也存在缺點(diǎn),如逆變器開(kāi)關(guān)頻率的提高有限制,。

 

  7 非線性控制PWM

 

  單周控制法[7]又稱(chēng)積分復(fù)位控制(Integration Reset Control,,簡(jiǎn)稱(chēng)IRC),是一種新型非線性控制技術(shù),,其基本思想是控制開(kāi)關(guān)占空比,,在每個(gè)周期使開(kāi)關(guān)變量的平均值與控制參考電壓相等或成一定比例。該技術(shù)同時(shí)具有調(diào)制和控制的雙重性,,通過(guò)復(fù)位開(kāi)關(guān),、積分器、觸發(fā)電路,、比較器達(dá)到跟蹤指令信號(hào)的目的,。單周控制器由控制器、比較器,、積分器及時(shí)鐘組成,,其中控制器可以是RS觸發(fā)器,其控制原理如圖1所示,。圖中K可以是任何物理開(kāi)關(guān),,也可是其它可轉(zhuǎn)化為開(kāi)關(guān)變量形式的抽象信號(hào)。

 

  單周控制原理

 

  單周控制在控制電路中不需要誤差綜合,,它能在一個(gè)周期內(nèi)自動(dòng)消除穩(wěn)態(tài),、瞬態(tài)誤差,使前一周期的誤差不會(huì)帶到下一周期。雖然硬件電路較復(fù)雜,,但其克服了傳統(tǒng)的PWM控制方法的不足,,適用于各種脈寬調(diào)制軟開(kāi)關(guān)逆變器,具有反應(yīng)快,、開(kāi)關(guān)頻率恒定,、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),此外,,單周控制還能優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng),、減小畸變和抑制電源干擾,是一種很有前途的控制方法,。

 

  8 諧振軟開(kāi)關(guān)PWM

 

  傳統(tǒng)的PWM逆變電路中,電力電子開(kāi)關(guān)器件硬開(kāi)關(guān)的工作方式,,大的開(kāi)關(guān)電壓電流應(yīng)力以及高的du/dt和di/dt限制了開(kāi)關(guān)器件工作頻率的提高,,而高頻化是電力電子主要發(fā)展趨勢(shì)之一,它能使變換器體積減小,、重量減輕,、成本下降、性能提高,,特別當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率在18kHz以上時(shí),,噪聲將已超過(guò)人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)范圍,使無(wú)噪聲傳動(dòng)系統(tǒng)成為可能,。

  諧振軟開(kāi)關(guān)PWM的基本思想是在常規(guī)PWM變換器拓?fù)涞幕A(chǔ)上,,附加一個(gè)諧振網(wǎng)絡(luò),諧振網(wǎng)絡(luò)一般由諧振電感,、諧振電容

  和功率開(kāi)關(guān)組成,。開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí),諧振網(wǎng)絡(luò)工作使電力電子器件在開(kāi)關(guān)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)過(guò)程,,諧振過(guò)程極短,,基本不影響PWM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。從而既保持了PWM技術(shù)的特點(diǎn),,又實(shí)現(xiàn)了軟開(kāi)關(guān)技術(shù),。但由于諧振網(wǎng)絡(luò)在電路中的存在必然會(huì)產(chǎn)生諧振損耗,并使電路受固有問(wèn)題的影響,,從而限制了該方法的應(yīng)用,。

 

  9 結(jié)語(yǔ)

 

  本文較詳細(xì)地總結(jié)了各種PWM控制方法的原理,并簡(jiǎn)單說(shuō)明了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),。PWM控制技術(shù)以其控制簡(jiǎn)單,、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式,也是人們研究的熱點(diǎn)。由于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)沒(méi)有了學(xué)科之間的界限,,結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無(wú)諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)將會(huì)成為PWM控制技術(shù)發(fā)展的主要方向之一,。

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