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VVVF的實現與SPWM的產生原理

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2015/4/15 10:33:56

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電工論壇

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【摘要】要實現VVVF,可以考慮的方法有PAM(脈幅調制)和PWM(脈寬調制)。PAM控制的原理是在頻率下降的同時,使直流電壓也隨之下降。實施PAM要同時控制整流和逆變兩個部分,兩個部分之間的協調比較困難,故線路比較復雜。PWM控制是

要實現VVVF,可以考慮的方法有PAM(脈幅調制)和PWM(脈寬調制)。PAM控制的原理是在頻率下降的同時,使直流電壓也隨之下降。實施PAM要同時控制整流和逆變兩個部分,兩個部分之間的協調比較困難,故線路比較復雜。PWM控制是通過調節脈沖寬度和各脈沖間的“占空比”來調節平均電壓。
在一串理想的脈沖周期序列中(如方波),正脈沖的持續時間與脈沖總周期的比值為占空比。例如脈沖寬度1μs,信號周期4μs的脈沖序列占空比為0.25。
PWM的優點是不必控制直流側,因而大大簡化了電路。但是,電流的諧波分量很大。如果脈沖寬度和占空比的大小按正弦規律分布的話,便是正弦脈寬調制(SPWM),如圖1所示。這樣的波稱為正弦脈寬調制波。SPWM的顯著優點是:由于電動機的繞組具有電感性,因此,盡管電壓是由一系列脈沖構成的,但通入電動機的電流卻十分逼近于正弦波,諧波成分大為減小,可以得到基本滿意的驅動效果。(圖1 SPWM波形)
產生SPWM波的原理是:用一組等腰三角形波與一個正弦波進行比較,如圖2所示,其相交的時刻(即交點)作為開關管“開”或“關”的時刻。(圖2 SPWM波生成方法)

VVVF的實現與SPWM的產生原理

圖1 SPWM波形圖

VVVF的實現與SPWM的產生原理

 圖2 SPWM波生成方法

將這組等腰三角形波稱為載波;而正弦波則稱為調制波。調制波的頻率和幅值是可控制的。改變調制波的頻率,就可以改變輸出電源的頻率,從而改變電動機的轉速;改變調制波的幅值,也就改變了調制波與載波的交點,使輸出脈沖系統的寬度發生變化,從而改變了輸出電壓。利用電力電子元件設計出相應的逆變器電路,可以實現上述SPWM波的發生。

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