nullnull6.2 三相交流电压型PWM变频电源及控制方法6.2.1 变频电源主电路的基本结构
1 交-交变频器（直接变频器）
2 电压源型和电流源型逆变器
3 用于直-交变换的两电平和多电平逆变电路
6.2.2 直-交逆变电源的输出波形控制――脉宽调制
1 正弦波脉宽调制（SPWM）
2 空间磁动势矢量和空间电压矢量
3 空间电压矢量调制 (SVPWM) 43-1变频器的分类null变频调速=变频器+交流电机
变频器就是把CVCF 的交流电转换VVVF的交流电的装置。变频器有许多类型：
交-交变频器，交直交变频器
软硬开关式,PWM(脉宽）,PAM（脉幅）
两电平，三电平和多电平
高压变频器，中压变频器，通用(低压）变频器
交流电机：
异步机: 绕线式，鼠笼式
同步机: 它激式，自激式，永磁式6.2.1 变频器的基本结构43-2变频器的分类null重点:电压型, 两电平, PWM, 空间电压矢量法43-3交-交变频器null1 交-交变频器（直接变频器）用于大容量,低速调速系统, 不需减速齿轮箱.
如:轧钢机,球磨机,水泥回转窑等43-4直-交变频器null逆变器分为（按直流侧电源的性质分类或储能元件的性质）：
(1)电压源型逆变器（VSI）；
(2)电流源型逆变器（CSI）。 2 电压源型和电流源型逆变器 直-交变频器主要适用于中小功率、转速较高、负载较平稳的场合。频率调节范围宽,功率因数高.43-5电压源型和电流源型逆变器特点null43-6两电平和多电平逆变电路称为两电平逆变电路
优点：结构和控制比较简单。
存在问题：直流电压较高时 和 都较高，会带来电磁污染、电机线圈的绝缘受损等一系列危害。 称为两电平逆变电路
优点：结构和控制比较简单。
存在问题：直流电压较高时 和 都较高，会带来电磁污染、电机线圈的绝缘受损等一系列危害。 3 用于直-交变换的两电平和多电平逆变电路用方波去逼近正弦波的方法有两种：
（1）用脉宽调制的方法（PWM）将一个电平“斩波”成 多个脉冲序列，该脉冲序列中的基波为所需的正弦波。
（2）用多个不同宽度的方波电平组合成多电平的波形； 43-7多电平逆变电路null 多电平逆变电路两种常用的多电平逆变电路:
（1）中点嵌位的三电平电压逆变电路
（2）串级多电平逆变电路 43-8中点嵌位的三电平电压逆变电路null（1）中点嵌位的三电平电压逆变电路:43-9串级多电平逆变电路:Ud, Ud/2, 0施加于各个开关器件的电压被钳位在Ud/2null （2）串级多电平逆变电路:43-10串级多电平逆变电路:H桥null 如图6.2.5，用图（a）所示的多个H桥型的单相逆变单元，串联后可以构成图（b）（图中为三个串联）所示的多电平逆变电路。由于每个单元的电平数为2，设串联数为N，串联后每个桥臂的电平数为2N＋1。43-11脉宽调制6.2.2 直-交逆变电源的输出波形控制――脉宽调制 6.2.2 直-交逆变电源的输出波形控制――脉宽调制 本节以图6.2.3(a)所示的两电平VSI为例，讨论如何用VSI输出的一个个方波去逼近所需的正弦波的脉宽调制方法。 脉宽调制方法主要分为:
正弦波脉宽调制方法
基于空间电压矢量的调制方法内容：
正弦波脉宽调制方法（复习）
空间电压矢量的概念和调制方法
基于空间电压矢量的调制方法
重点：空间电压矢量的概念和调制方法43-12脉宽调制复习PWM原理（西安交大的PPT）复习PWM原理（西安交大的PPT）43-1 3SPWMnull 为了得到SPWM波形，采用正弦波作为基准波信号(期望波）与载波信号比较的方法。1 正弦波脉宽调制（SPWM）图6.2.6 三相逆变电路及SPWM控制下的输出波形三相电压输出线电压电动机相电压43-14 SPWMnull（1）调制方法：43-15 SPWMnull43-16 可输出的线电压最大值null（2）可输出的线电压最大值：43-17同步调制和异步调制方式特点？null 同步调制：载波比k为3 的倍数, 能保证逆变器输出波形的正、负半波对称，也能保证三相平衡。但低速时,脉冲间隔大.（3）同步调制和异步调制方式：43-18空间磁动势矢量和空间电压矢量根据载波频率与调制波频率的关系，调制方法又分为：载波比k =fsw/fout异步调制：在变频器的变频范围内，载波比N不等于常数。三相可能不对称.
分段同步调制：将同步调制和异步调制结合起来，用同步调制保证输出波形对称，用异步调制改善低速性能。分段同步调制2 空间磁动势矢量和空间电压矢量2 空间磁动势矢量和空间电压矢量(1) 现代电机控制理论所使用的电机模型旋转磁场演示程序43-19空间磁动势矢量和空间电流矢量null(2) 空间磁动势矢量和空间电流矢量43-20空间磁动势矢量和空间电流矢量null43-21空间磁链矢量和空间电压矢量null(3) 空间磁链矢量和空间电压矢量43-22空间磁链矢量和空间电压矢量null旋转的空间电压矢量43-23空间磁链矢量和空间电压矢量null43-24空间磁链矢量和空间电压矢量null43-25空间电压矢量调制 (SVPWM) 3 空间电压矢量调制 (SVPWM)3 空间电压矢量调制 (SVPWM)43-26空间电压矢量调制 (SVPWM) null(1)基本电压矢量及用基本矢量表示的空间电压矢量 43-27空间电压矢量调制中间6个为非零的基本电压矢量
方向由电机绕组在空间的位置确定 null43-28空间电压矢量调制null43-29空间电压矢量调制null43-30空间电压矢量调制null43-31线性调制方法null (2) 线性调制方法 43-32线性调制方法有关SV-PWM的动画有关SV-PWM的动画43-33线性调制方法null <1> 五段法 43-34线性调制方法null43-35线性调制方法null<2>七段法：43-36线性调制方法null空间矢量计算的基本步骤：43-37线性调制方法null(3) 线性调制方法的特点43-38线性调制方法null为何提高了调制率？附加了一个3次谐波分量43-39线性调制方法null *（4）空间电压矢量 的非线性调制43-40线性调制方法null43-41线性调制方法本节（6.2节）小结本节（6.2节）小结（1）复习了逆变电源中常用的主电路拓扑。其中两电平的VSI是目前交流传动系统中最常用的电路。
（2）讨论了控制逆变电路开关器件的PWM方法:
基于“面积等效”用PWM波表示任意波形。43-42线性调制方法null（3）空间电压矢量（Space Voltage Vector）是一个重要的概念。由此，将产生空间磁动势矢量的三相电压采用
数学
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表达式表示、并将空间电压的发生和逆变器的开关动作联系在了一起。实际上，三相电机的各个变量都是多变量，都可以采用矢量来表示。本节给出了交流电机磁动势的空间矢量描述。与之对应，控制系统的研究者也定义了空间磁链矢量，该概念将用于第7章。本节（6.2节）小结：43-43 END
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