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12、PWM基本原理-小型发电机逆变器专题

发布时间2020-06-13 08:20??来源:汽油发电机 ??作者:萨登 查看:
PWM基本原理
在釆样控制理论中有一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯 性的环节上,其效果基本相同。这里所说的脉冲即指窄脉冲的面积,所说的效果基 本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。把各输出波形用傅里叶变换分析,其 低频段非常接近,只有高频段略有差异“句。
 
2-4形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
Fig.2-4 Different impulse shapes all the same pulse

如图2-4所示,(a)为矩形脉冲,(b)为三角形脉冲,(c)为正弦半波脉冲,但是它 们的冲量(面积)都相当于1,那么,当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时, 其输出向量基本相同。当窄脉冲变为图(d)的单位脉冲函数S«)时,环节的相应即为 该环节的脉冲过度函数。

 
 
 
 
 

2-5PWM波代替正弦半波
Fig.2-5 Instead of half sine wave with PWM
以上分析原理称之为面积等效原理,它是PWM控制技术的重要理论基础,下 面分析如何用脉冲宽度不等的一系列等幅不等宽的矩形脉冲去逼近一个正弦波电压 波形。如图2-5所示,为了用等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,应当先将一 个正弦半波N等分,将正弦曲线与等分线所包围的面积都用一个与其面积相等的等 幅不等宽矩形脉冲代替,并使矩形脉冲的中心线与对应的正弦等分的中点重合,这 样一串脉冲幅值都不变但是宽度按正弦规律变化的脉冲序列,这~过程称为正弦脉 宽调制(SPWM)。设矩形波的高为H,正弦半波每个等分的宽度为bx = EN, N 为等分数且N值较大;第i个等分正弦波的中点值或平均高为为,则该等分正弦波 所围得面积为rAx;而同一•等分对应矩形脉冲的宽度是代,面积是根据面积 相等原则有:
% = _£_ = K(常数) (2.2)
NH
上式表明,当等分数N较大时,SPWM将正弦波的函数值变换成了恒幅脉冲的 宽度值。当改变正弦函数值时,各个脉冲的宽度随之发生相应变化。
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