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MATLAB双极式直流PWM可逆调速系统+power system模型库(8)

时间:2016-12-24 11:44来源:毕业论文
(6)直流电流采用不控整流时,电网功率因素比相控整流器高。 由于有以上优点直流PWM系统应用日益广泛,特别是在中、小容量的高动态性能中,已完全取


(6)直流电流采用不控整流时,电网功率因素比相控整流器高。
由于有以上优点直流PWM系统应用日益广泛,特别是在中、小容量的高动态性能中,已完全取代了V-M系统。为达到更好的机械特性要求,一般直流电动机都是在闭环控制下运行。经常采用的闭环系统有转速负反馈和电流截止负反馈。
3.2 双闭环调速系统的结构图
直流双闭环调速系统的结构图如图1所示,转速调节器与电流调节器串极联结,转速调节器的输出作为电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制PWM装置。其中脉宽调制变换器的作用是:用脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电机转速,达到设计要求。
 
图3.2.1 双闭环调速系统的结构简化图
3.3  PWM控制的基本原理
与整流相对应,把直流电变成交流电称为逆变。而基于转差频率间接矢量控制调速系统的研究所涉及到的逆变则为PWM逆变。所谓PWM控制就是对脉冲的宽度进行调试的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调试,来等效的获得所需的波形。
在采样控制理论中有一个重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。冲量指窄脉冲的面积。效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近,仅在高频段略有差异。下图a、b、c所示的三个窄脉冲形状不同,a图所示为矩形脉冲,b图所示为三角形脉冲,c图所示为正玄半波脉冲,但它们的面积都等于1,那么,当它们分别加在具有惯性的同一环节上时,其输出响应基本相同。当窄脉冲变为单位脉冲函数时,环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数。
 
图3.3.1  形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
分别将如图上图所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上,如下图a所示。其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如下图b所示。从波形可以看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降段则几乎完全相同。脉冲越窄,各i(t)响应波形的差异也越小。如果周期性地施加上述脉冲,则响应i(t)也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出,各i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同。此原理即为面积等效原理,它是PWM控制技术的重要理论基础。
 
图3.3.2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,并把正弦半波 等分,看成 个相连的脉冲序列,各个宽度相等,但幅值不等;如果把上述脉冲序列用数量相等的矩形脉冲代替,矩形脉冲等幅但不等宽,中点和相应正玄波部分的中点重合,且使二者面积(冲量)相等,就可得到如下图所示的脉冲序列。这就是PWM波形。可以看出,脉冲宽度按正弦规律变化。这就是SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。要改变等效输出正弦波的幅值时,只要按同一比例系数改变各脉冲宽度即可。
 
图3.3.3 用PWM波代替正弦半波
PWM波形分为等幅PWM波和不等幅PWM波,由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波,如直流斩波电路及本章主要介绍的PWM逆变电路,而当输入电源是交流电时,得到不等幅PWM波。不管是等幅PWM波和不等幅PWM波,都是基于面积等效原理来控制的,所以本质是相同的。
3.4 PWM逆变电路及其控制方法
PWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛,目前中小功率的逆变电路几乎都采用PWM技术。逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。PWM逆变电路可分为电压型和电流型两种,目前实用的几乎都是电压型。 MATLAB双极式直流PWM可逆调速系统+power system模型库(8):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_1468.html
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