pwm控制方式（直－直換流器）

1、,電力電子技術(shù)Power Electronics,華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院劉晉liujin@ncepu.edu.cn010-80798438,2024/3/3,2,問(wèn)題,什么是計(jì)算法？什么是調(diào)制法？有何區(qū)別？什么是單極性PWM？什么是雙極性PWM？,2024/3/3,3,PWM控制技術(shù),PWM (Pulse Width Modulation)控制就是脈寬調(diào)制技術(shù)：即通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效的獲得所需要

2、的波形（含形狀和幅值)。第3、4章已涉及到PWM控制，第3章直流斬波電路采用的就PWM技術(shù)；第4章的4.1斬控式調(diào)壓電路和4.4矩陣式變頻電路都涉及到了。,2024/3/3,4,,PWM控制的思想源于通信技術(shù)，全控型器件的發(fā)展使得實(shí)現(xiàn)PWM控制變得十分容易。PWM技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，它使電力電子裝置的性能大大提高，因此它在電力電子技術(shù)的發(fā)展史上占有十分重要的地位。PWM控制技術(shù)正是有賴(lài)于在逆變電路中的成功應(yīng)用，才確定了它在電力電

3、子技術(shù)中的重要地位。現(xiàn)在使用的各種逆變電路都采用了PWM技術(shù)，因此，本章和第5章（逆變電路）相結(jié)合，才能使我們對(duì)逆變電路有完整地認(rèn)識(shí)。,2024/3/3,5,電流可逆斬波電路,復(fù)合斬波電路——降壓斬波電路和升壓斬波電路組合構(gòu)成 多相多重?cái)夭娐贰嗤Y(jié)構(gòu)的基本斬波電路組合構(gòu)成,斬波電路用于拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，常要使電動(dòng)機(jī)既可電動(dòng)運(yùn)行，又可再生制動(dòng)。降壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第1象限。升壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第2象限。電流可

4、逆斬波電路：降壓斬波電路與升壓斬波電路組合。此電路電動(dòng)機(jī)的電樞電流可正可負(fù)，但電壓只能是一種極性，故其可工作于第1象限和第2象限。,電流可逆斬波電路,2024/3/3,6,電流可逆斬波電路,電路結(jié)構(gòu),V1和VD1構(gòu)成降壓斬波電路，電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)行，工作于第1象限。,V2和VD2構(gòu)成升壓斬波電路，電動(dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第2象限。,降壓斬波,升壓斬波,必須防止V1和V2同時(shí)導(dǎo)通而導(dǎo)致的電源短路。,2024/3/3,7,電流可逆斬波電路

5、,工作過(guò)程（三種工作方式),第3種工作方式：一個(gè)周期內(nèi)交替地作為降壓斬波電路和升壓斬波電路工作。,當(dāng)一種斬波電路電流斷續(xù)而為零時(shí)，使另一個(gè)斬波電路工作，讓電流反方向流過(guò)，這樣電動(dòng)機(jī)電樞回路總有電流流過(guò)。,電路響應(yīng)很快。,2024/3/3,8,橋式可逆斬波電路,橋式可逆斬波電路——兩個(gè)電流可逆斬波電路組合起來(lái)，分別向電動(dòng)機(jī)提供正向和反向電壓。,電路中電動(dòng)機(jī)的電樞電流可正可負(fù)，分別向電動(dòng)機(jī)提供正向和反向電壓故其可工作于第1象限和第2象限第3

6、象限和第4象限，又稱(chēng)為四象限直直變換器。,2024/3/3,9,3.2.2 橋式可逆斬波電路,V4通V3斷,Uo>0,io可正可負(fù)（電流可逆），1、2象限變換器,V2通V1斷,Uo<0,io可正可負(fù)（電流可逆），3、4象限變換器,2024/3/3,10,橋式可逆斬波電路,圖3-8 橋式可逆斬波電路,使V4保持通時(shí)，等效為圖3-7a所示的電流可逆斬波電路，提供正電壓，可使電動(dòng)機(jī)工作于第1、2象限。使V2保持通時(shí)，V3

7、、VD3和V4、VD4等效為又一組電流可逆斬波電路，向電動(dòng)機(jī)提供負(fù)電壓，可使電動(dòng)機(jī)工作于第3、4象限 。,2024/3/3,11,PWM控制方式（直－直換流器）,全橋直－直換流器,電路圖,2024/3/3,12,PWM控制方式（直－直換流器）,單電壓極性切換 PWM,2024/3/3,13,PWM控制方式（直－直換流器）,單電壓極性切換 PWM,2024/3/3,14,PWM控制方式（直－直換流器）,雙電壓極性切換 PWM,2024/3

8、/3,15,PWM控制方式（直－直換流器）,雙電壓極性切換 PWM,2024/3/3,16,,2024/3/3,17,,,2024/3/3,18,軟件產(chǎn)生PWM脈沖示意圖,2024/3/3,19,DSP－TMS320F240內(nèi)置的PWM發(fā)生器,2024/3/3,20,直流電機(jī),,2024/3/3,21,直流電機(jī)的基本工作原理,1、直流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生,電磁感應(yīng)定律：,滿足右手定則,為隨時(shí)間正負(fù)交變的電動(dòng)勢(shì),結(jié)論：,2024/3/3,22,1

9、、直流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生（續(xù)）,結(jié)論：,2024/3/3,23,2、平均電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生,,電磁力定律：,滿足左手定則,以單線圈簡(jiǎn)化模型為例，進(jìn)行分析。,顯然，在電刷間接入直流電源后，在線圈中就有直流電流流過(guò)。,2024/3/3,24,2、平均電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生（續(xù)）,直流電機(jī)換向器將外部的直流電變成了內(nèi)部交替變化的電流。,圖中電刷相對(duì)于磁極的位置保證了，無(wú)論線圈邊處在N極下，還是S極下，線圈電流均產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾姶帕?，從而使轉(zhuǎn)子獲得了一個(gè)固定

10、方向的電磁轉(zhuǎn)矩。,2024/3/3,25,直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu),（產(chǎn)生勵(lì) 磁磁場(chǎng)）,（產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，流過(guò)電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩）,2024/3/3,26,直流電機(jī)的額定值,① 額定功率： PN，kW,② 額定電壓： UN，V,③ 額定電流： IN，A,④ 額定轉(zhuǎn)速： nN，r/min,⑤ 繞組溫升及絕緣等級(jí)：TN，K；B，F(xiàn)，H 等。,直流發(fā)電機(jī)：,直流電動(dòng)機(jī)：,2024/3/3,27,1、電樞繞組與換向片,通過(guò)換向片，6個(gè)元件依次串連構(gòu)成一

11、個(gè)閉合回路。,結(jié)論：,電樞繞組的一般知識(shí),2024/3/3,28,2、電樞繞組與電刷連接,位于對(duì)稱(chēng)位置的電刷將閉合的6個(gè)線圈分成兩個(gè)并聯(lián)支路。,電刷將環(huán)形閉合電樞繞組分成兩條對(duì)稱(chēng)的并聯(lián)支路。,兩個(gè)電刷位于換向器內(nèi)圓對(duì)稱(chēng)位置(實(shí)際放置在外圓上)。,2024/3/3,29,直流電機(jī)電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),每一支路串連導(dǎo)體數(shù)：,單根導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)：,有效導(dǎo)體數(shù)：,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),右手定則,2024/3/3,30,勵(lì)磁方式,,2024/3/3,31,,