VVVF的实现与SPWM的产生原理

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要实现VVVF,可以考虑的方法有PAM(脉幅调制)和PWM(脉宽调制)。PAM控制的原理是在频率下降的同时,使直流电压也随之下降。实施PAM要同时控制整流和逆变两个部分,两个部分之间的协调比较困难,故线路比较复杂。PWM控制是通过调节脉冲宽度和各脉冲间的“占空比”来调节平均电压。
在一串理想的脉冲周期序列中(如方波),正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值为占空比。例如脉冲宽度1μs,信号周期4μs的脉冲序列占空比为0.25。
PWM的优点是不必控制直流侧,因而大大简化了电路。但是,电流的谐波分量很大。如果脉冲宽度和占空比的大小按正弦规律分布的话,便是正弦脉宽调制(SPWM),如图1所示。这样的波称为正弦脉宽调制波。SPWM的显著优点是:由于电动机的绕组具有电感性,因此,尽管电压是由一系列脉冲构成的,但通入电动机的电流却十分逼近于正弦波,谐波成分大为减小,可以得到基本满意的驱动效果。(图1 SPWM波形)
产生SPWM波的原理是:用一组等腰三角形波与一个正弦波进行比较,如图2所示,其相交的时刻(即交点)作为开关管“开”或“关”的时刻。(图2 SPWM波生成方法)
VVVF的实现与SPWM的产生原理
图1 SPWM波形图

VVVF的实现与SPWM的产生原理

图2 SPWM波生成方法
将这组等腰三角形波称为载波;而正弦波则称为调制波。调制波的频率和幅值是可控制的。改变调制波的频率,就可以改变输出电源的频率,从而改变电动机的转速;改变调制波的幅值,也就改变了调制波与载波的交点,使输出脉冲系统的宽度发生变化,从而改变了输出电压。利用电力电子元件设计出相应的逆变器电路,可以实现上述SPWM波的发生。

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