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SPWM變頻電源的實現原理詳解

來源:未知作者:kayan8發表時間:2019年05月09日 16時08分20秒


對于大多數應用場合需要的是工頻電源,例如我們的電冰箱,洗衣機,電風扇等都需要正弦波的220伏、50赫茲電源,各種動力設備,遠距離輸電也都需要正弦波的交流電。現如今廣泛使用SPWM開關型電源原理的電子儀器是變頻電源。更多的太陽能光伏發電裝置輸出的是正弦波交流電,目前生成正弦波仍采用前面介紹的全橋電路,只是對開關晶體管的控制采用SPWM脈寬調制或移相控制或調頻控制等方式。這里僅介紹最常用的SPWM脈寬調制方式。

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重要結論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上時,其效果基本相同。SPWM法就是以該結論為理論基礎,用脈沖寬度按正弦規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關器件的通斷,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區間內的面積相等,通過改變調制波的頻率和幅值則可調節逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。
 
所謂SPWM,就是在PWM的基礎上改變了調制脈沖方式,脈沖寬度時間占空比按正弦規律排列,這樣輸出波形經過適當的濾波可以做到正弦波輸出。它廣泛地用于直流交流逆變器等,比如高級一些的UPS就是一個例子。三相SPWM是使用SPWM模擬市電的三相輸出,在變頻器領域被廣泛的采用。

對于電壓型逆變器來說需要解決的一個關鍵問題是如何根據給定的參考量發出PWM開關信號。三種調制方式中,方波控制存在占空比不可調,調壓范圍不夠寬,保護功能不夠完善,噪聲比較大等缺點,應用較少;SVPWM調制主要用于電動機調速;SPWM (Sinusoidal PWM)法是一種使用較廣泛的PWM法,本文就以其為調制方法,進行逆變器的分析和研究。 

SPWM逆變器:其期望輸出電壓波形為正弦波的逆變器。就目前的技術而言,還不能制造出功率大、體積小、輸出波形如同正弦波發生器那樣標準的可變頻變壓的逆變器。目前所采用的一種基于等效原理的易實現的方法:就是使逆變器的輸出波形為一系列與正弦波等效的等幅不等寬的矩形脈沖波形。等效的原則:每一等分區間內正弦波的面積與矩形波的面積相等,具體等效方法。、



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