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1、2.5 PWM跟踪控制技术PWM波形生成的另一种方法跟踪控制方法跟踪控制方法。把希望输出的波形作为指令信号，把实际波形作为 反馈信号，通过两者的瞬时值比较来决定逆变电路 各开关器件的通断，使实际的输出跟踪指令信号 变化。常用的有滞环比较方式滞环比较方式和三角波比较方式三角波比较方式。恒恒频频抛抛物物线线法法是一种新兴的具有恒频优势的比较方式，具有滞环的优点且开关频率基本恒定。2.5 PWM跟踪控制技术 滞环比较方式滞环比较方式 三角三角形比较方式形比较方式2.5.3 抛物线法抛物线法 2.5.1 滞环比较方式 1)跟踪型PWM变流电路中，电流跟踪控制应用最多。tOiii*+hi*-hi*图2-
2、22 滞环比较方式的指令电流和输出电流图2-21 滞环比较方式电流跟踪控制举例基本原理基本原理把指令电流i*和实际输出电流i的偏差i*-i作为滞环比较器的输入。V1（或VD1）通时，i增大V2（或VD2）通时，i减小通过环宽为2h的滞环比较器的控制，i就在i*+h和i*-h的范围内，呈锯齿状地跟踪指令电流i*。参数的影响参数的影响环宽过宽时，开关频率低，跟踪误差大；环宽过窄时，跟踪误差小，但开关频率过高，开关损耗增大。L大时，i的变化率小，跟踪慢；L小时，i的变化率大，开关频率过高。滞环环宽电抗器L的作用图6-22 滞环比较方式电流跟踪控制举例上限：i i*+h V2通下限：i i*-h V1
3、通h-h1-1图6-23 滞环比较方式的指令电流、输出电流和PWM波形i*i*-i2.5.1 滞环比较方式2)三相的情况图 三相电流跟踪型PWM逆变电路输出波形图 三相电流跟踪型PWM逆变电路2.5.1 滞环比较方式3)采用滞环比较方式的电流跟踪型PWM变流电路有如下特点特点。（1）硬件电路简单。（2）实时控制，电流响应快。（3）不用载波，输出电压波形中不含特定频率的谐波。（4）和计算法及调制法相比，相同开关频率时输出电流 中高次谐波含量多。（5）闭环控制，是各种跟踪型PWM变流电路的共同特点。2.5.1 滞环比较方式4)采用滞环比较方式实现电压跟踪控制n把指令电压u u*和输出电压u u进行
4、比较，滤除偏差信号中的谐波，滤波器的输出送入滞环比较器，由比较器输出控制开关器件的通断，从而实现电压跟踪控制。图 电压跟踪控制电路举例2.5.1 滞环比较方式和电流跟踪控制电路相比，只是把指令和反馈信号从电流变为电压。输出电压PWM波形中含大量高次谐波，必须用适当的滤波器滤除。u u*=0=0时，输出电压u u为频率较高的矩形波，相当于一个自励振荡电路。u*为直流信号时，u u产生直流偏移，变为正负脉冲宽度不等，正宽负窄或正窄负宽的矩形波。u u*为交流信号时，只要其频率远低于上述自励振荡频率，从u u中滤除由器件通断产生的高次谐波后，所得的波形就几乎和u u*相同，从而实现电压跟踪控制。2.
5、5.2 三角波比较方式负载+-iai*a+-ibi*b+-ici*cUdC+-C+-C+-三相三角波发生电路AAA(1)基本原理不是把指令信号和三角波直接进行比较，而是通过闭环来进行控制。把指令电流i*a、i*b和i*c和实际输出电流ia、ib、ic进行比较，求出偏差，通过放大器A放大后，再去和三角波进行比较，产生PWM波形。放大器A通常具有比例积分特性或比例特性，其系数直接影响电流跟踪特性。图2-24 三角波比较方式电流跟踪型逆变电路(2)特点u开关频率固定，等于载波频率，高频滤波器设计方便。u为改善输出电压波形，三角波载波常用三相三角波载波。u和滞环比较控制方式相比，这种控制方式输出电流所
6、含的谐波少。2.5.2 三角波比较方式2.5.2 三角波比较方式不用滞环比较器，而是设置一个固定的时钟。以固定采样周期对指令信号和被控制变量进行采样，根据偏差的极性来控制开关器件通断。在时钟信号到来的时刻，如 i i*，V1断，V2通，使 i 减小。每个采样时刻的控制作用都使实际电流与指令电流的误差减小。采用定时比较方式时，器件的最高开关频率为时钟频率的1/2。和滞环比较方式相比，电流控制误差没有一定的环宽，控制的精度低一些。(3)除上述两种比较方式外，还有定时比较方式定时比较方式。Fig.单相电流跟踪电路的单相电流跟踪电路的MATLAB仿真仿真Fig.MATLAB仿真波形仿真波形 图2-24
7、 三角波比较方式电流跟踪型逆变电路 返回返回 v一种优良的电流控制方法应该具备三个主要特点：1）动态响应快；2）控制精度高；3）开关频率基本恒定。滞环控制法具有优秀的动态性能和控制精度，但其开关频率在动态过程中控制有限。而三角波比较法虽然解决了开关频率的问题，但其电流波形却不尽如人意。抛物线法解决了上述问题，其原理如图2-14所示。图中，代表参考电流与实际电流比较所得的差值，即控制电流误差，代表正差值，代表负差值。抛物线法的基本思想就是利用该误差的正负峰值（），将限制在一对抛物线函数曲线（）之间。即通过比较器，将电流误差与这一对抛物线函数曲线比较，在其相交时刻控制开关Sp，Sn导通关断的转换，
8、这样可以控制实际电流跟踪参考电流，使正负峰值对称，并能保证开关频率不变。在图中，当开关Sp导通（Sn截止）时，实际电流增大，电流误差（实际电流-参考电流）随之上升，正向抛物线函数从0开始增加；当与曲线相交在时，开关状态转换，即Sn导通（Sp截止），实际电流开始下降，电流误差随之下降，负向抛物线函数从零开始下降；当与曲线相交在时，开关状态再次转换，即Sp重新导通（Sn重新截止），一个开关周期结束。实际电流始终高精度地跟踪其参考电流，并保持开关周期（频率）基本恒定。2.5.3 恒频抛物线方式设定开关频率为设定开关频率为20k,20k,根据恒频抛物根据恒频抛物线法：法：电流比较波形FFT分析参考文献v王广柱.电压型变换器抛物线法电流控制技术研究【博士学位论文】.2008