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PWM控制方式的调制法

提示:

调制法是指以参考正弦波作为调制信号,以等腰三角波作为载波信号,将正弦波调制三角波来得到相应的PWM控制信号,再控制逆变电路产生与参考正弦波一致的SPWM波供给负载。采用调制法的PWM电路如图3-9所示。 图3-9 采用调制法的PWM电路 调制法中的载波频率、fc与信号波频率fr之比称为载波比,记作N=fc/fr。根据载波和信号波是

    调制法是指以参考正弦波作为调制信号,以等腰三角波作为载波信号,将正弦波调制三角波来得到相应的PWM控制信号,再控制逆变电路产生与参考正弦波一致的SPWM波供给负载。采用调制法的PWM电路如图3-9所示。

采用调制法的PWM电路

    3-9    采用调制法的PWM电路

    调制法中的载波频率、fc与信号波频率fr之比称为载波比,记作N=fc/fr。根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况,调制法又可分为异步调制和同步调制。

    (1)异步调制。异步调制是指载波频率和信号波不保持同步的调制方式。在异步调制时,通常保持载波频率fc不变,当信号波频率fr发生变化时,载波比N也会随之变化。

    在信号波频率较低时,载波比N增大,在信号半个周期内形成的PWM脉冲个数很多,载波频率不变,信号频率变低(周期变长),半个周期内形成的SPWM脉冲个数增多,SPWM的效果越接近正弦波,反之,信号波频率较高时形成的SPWM脉冲个数少,如果信号波频率高且出现正、负不对称,那么形成的SPWM波与正弦波偏差较大。

    异步调制适用于信号频率较低、载波频率较高(即载波比N较大)的PWM电路。

    (2)同步调制。同步调制是指载波频率和信号波保持同步的调制方式。在同步调制时,载波频率fc和信号波频率fr会同时发生变化,而载波比N保持不变。由于载波比不变,所以在一个周期内形成的SPWM脉冲的个数是固定的,等效正弦波对称性较好,在三相PWM逆变电路中,通常共用一个三角载波,并且让载波比N固定取3的整数倍,这样会使输出的三相SPWM波严格对称。

    在进行异步调制或同步调制时,要求将信号波和载波进行比较,比较采用的方法主要有自然采样法和规则采样法。自然采样法和规则采样法如图3-10所示。

信号波和载波进行比较方法

    3-10    信号波和载波进行比较方法

    (a)自然采样法;(b)规则采样法

    3-10 (a)为自然采样法示意图。自然采样法是将载波Uc与信号波Ur进行比较,当Uc>Ur时,调制电路控制逆变电路,使之输出低电平,当Uc<Ur时,调制电路控制逆变电路,使之输出高电平。自然采样法是一种最基本的方法,但使用这种方法要求电路进行复杂的运算,这样会花费较多的时间,实时控制较差,因此在实际中较少采用这种方法。

    3-10 (b)为规则采样法示意图。规则采样法是以三角载波的两个正峰之间为一个采样周期,以负峰作为采样点对信号波进行采样而得到D点,再过D点作一条水平线和三角载波相交于AB两点,在AB点的tAtB期间,调制电路会控制逆变电路,使之输出高电平。规则采样法的效果与自然采样法接近,但计算量很少,在实际中这种方法采用较广泛。

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