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pwm正弦脉宽调制基本介绍

2010-11-26 4 侵权/举报
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1.何为交流脉宽调制

交流脉宽调制是建立在直流脉宽调制基础上的通过一定的方式(载波和调制波,后面

讲到)将正弦波改为幅值相等,而占空比有规律变化的方波来进行的对交流的调制。

基本工作原理是先将50Hz交流电经整流变压器变压得到所需电压,经二极管不可控

流和电容滤波,形成恒定直流电压,而后送入由大功率晶体管构成逆变器主电路,输出三相电压和频率均可调整等效于正弦波脉宽调制波(SPWM波),即可拖动三相电机运转

2.  交流脉宽调制的基本原理

    以正弦波作为逆变器输出的期望波形,以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波(Carrier wave),并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波(Modulation wave),当调制波与载波相交时,由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻,从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。如图1所示

           图1                                   图2

矩形波的面积按正弦规率变化。这种调制方法称作正弦波脉宽调制(Sinusoidal pulse width modulation,简称SPWM),这种序列的矩形波称作SPWM波。 于是得到以下正弦波的调制原理图。如图2所示。



3.  交流脉宽调制的控制方式

图2重所示的三角波是在正弦波的半个周期内出现相同的正极性或负极性的。不难想象,如果三角波在正弦波的半个周期内即有正又有负这样便使得得到的矩形波在正负范围内都有。于是引入单极性、双极性的控制方式。

如果在正弦调制波的半个周期内,三角载波只在正或负的一种极性范围内变化,所得

SPWM波也只处于一个极性的范围内,叫做单极性控制方式。如图3

   如果在正弦调制波半个周期内,三角载波在正负极性之间连续变化,则SPWM波也是在正负之间变化,叫做双极性控制方式。如图4



             图3                                   图4


4.  交流脉宽调制的技术要点

   采用正弦波发生器、三角波发生器和比较器来实现上述的SPWM控制。如图5

                             图5

图中比较器的A端输入正弦交流信号(前面讲的调制波);B端输入三角波信号(如前所述的载波);经过比较器比较由采样法则得出当A>B时输出高电平的信号,如果A<B,则输出为低电平信号。于是就产生了方波。

采样原理:三角波两个正峰值之间为一个采样周期Tc每个脉冲的中点都以相应的三角波中点为对称,使计算大为简化,如图6给出的原理图中所示


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