大容量多电平变换器PWM控制技术现状及进展
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PWM并行调试环境的现状与技术分析摘要:随着时代科技的日新月异,变频技术的不断发展,由于其节能供电的特性,深受广大群众欢迎,使用范围越来越广泛。
变频器所使用的科学技术原理来自于PWM。
PWM是按科学规律改变脉冲列的脉冲宽度,从而调节输出量和所含波形的一种调值方式。
如今,利用微处理器的数字芯片控制形成的脉冲宽度调制(PWM)技术,在测量、通信以及功率控制和变化的众多领域中灵活运用。
本文主要分析脉冲宽度调制,阐述了脉冲宽度调制(PWM)并行调试环境的现状与技术分析。
1 PWM技术概述与发展现状1.1 PWM技术概述近年来,随着绿色能源技术的不断发展,脉冲宽度调制(PWM)整流器技术已经成为了当下电子技术研究的热点。
PWM技术设计电子、电工、信息与控制等多个学科领域,比如从早期的半控型功率半导体开关转化为如今拥有丰富性能的全控型功率开关。
脉冲宽度调制(PWM)整流器网侧呈现出受控电流源特性,此种特性可使PWM技术获得进一步的发展和拓宽。
脉冲宽度调制(PWM)在开关技术发展中功不可没,目前以脉冲宽度调制(PWM)控制为基础的各类变流装置广泛运用于国民经济各个领域[1],取得广泛的成功。
在能源资源日渐呈现紧张状态的当前,此项研究无疑具有非常重要的现实意义。
1.2 PWM技术发展现状针对国内PWM技术现今研制产品有德国西门子公司推出的电机四象限运行的电压型变频器,可电机四象限运行;日本富士公司的电源再生装置,它把有源逆变单元从变频器中分离出来,作为外围装置,可与变频器的直流侧并联,从而将再生能源回馈到电网中。
现此类型的装置普遍存在的问题是价格较为昂贵,另外,一些产品对电网的要求较高,在我国不适合普遍生产,国内在中小容量系统中大都采用能耗制动方式,能耗制动方式主要是通过内置或者外加制动电阻的方法,将其流通电能消耗在功率较大的电阻器中[2],从而实现电机的四象限运行,但缺点同时也与之相应存在,具体如下。
(1)能源的浪费,降低系统的作用效率。
pmw控制原理和发展
PWM(脉冲宽度调制)控制原理是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种技术。
PWM控制通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有(ON),要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够,任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
随着电子技术的发展,出现了多种PWM技术,其中包括:相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等。
PWM技术的现状、发展和技术难题随着电压型逆变器在高性能电力电子装置,如交流传动、不间断电源和有源滤波器的应用越来越广泛,PWM控制技术作为这些系统的共用及核心技术,引起人们的高度重视,并得到深入研究。
所谓PWM技术就是利用半导体器件的开通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列,来实现频率、电压控制和消除谐波的一门技术。
自关断器件的发展为PWM技术铺平了道路,目前几乎所有的变频调速装置采用这一技术。
PWM技术用于变频器的控制,可以明显改善变频器的输出波形,降低电动机的谐波损耗,并减小转矩脉动,同时还简化了逆变器的结构,加快了调节速度,提高了系统的动态响应性能。
PWM技术除了用于逆变器的控制,还用于整流器的控制,PWM 整流器现在已开发成功,利用它可以实现输入电流正弦和电网功率因数为1。
人们称PWM整流器是对电网无污染的“绿色”变流器。
目前已经提出并得到应用的PWM控制方案就不下数十种。
尤其是微处理器应用于PWM技术数字化以后,花样更是不断翻新,从最初追求电压波形的正弦,到电流波形的正弦,再到磁通的正弦,从效率最优,转矩脉动最少,再到消除噪音等,PWM控制技术的发展经历了一个不断创新和不断完善的过程。
目前仍有新的方案不断提出,这说明该项技术的研究方兴未艾。
不少方法已趋成熟,有许多在实际中得到应用。
PWM控制技术一般可分为三大类,即正弦PWM、优化PWM及随机PWM。
从实现方法上来看,大致有模拟式和数字式两种实现方式。
从控制特性来看主要可分为两种:开环式(电压或磁通控制型)和闭环式(电流或磁通控制型)。
随着计算机技术的不断进步,数字化PWM已逐步取代模拟式PWM,成为电力电子装置共用的核心技术。
交流电机调速性能的不断提高在很大程度上是由于PWM技术的不断进步。
目前广泛应用的是在规则采样PWM的基础上发展起来的准优化PWM法,即三次谐波叠加法和电压空间矢量PWM法,这两种方法具有计算简单、实时控制容易的特点。
2023年PWM控制器行业市场发展现状
PWM控制器是一种广泛应用于电子设备中的电路元件,用于精确控制电压或电流输出的波形。
随着电子技术的快速发展,PWM控制器在各种电子设备中的应用越来越广泛,其市场发展现状也非常优秀。
一、市场规模
随着电子设备行业的快速发展,PWM控制器市场规模快速扩大。
根据市场研究数据显示,2018年全球PWM控制器市场总规模为76.8亿美元,到2025年预计将增长到110亿美元左右,年复合增长率为5.1%。
二、应用领域
PWM控制器应用范围广泛,涵盖了许多不同的领域,如电力电子、汽车电子、航空航天、通信、工业控制等。
其中,电力电子是PWM控制器的最大应用领域,占据销售额的32%。
三、市场份额
据统计,全球PWM控制器市场主要由美国、日本、德国、中国、韩国等国家和地区的企业所占据,其中美国的TI、英飞凌和日本的三菱电机、富士电机是PWM控制器市场的领头企业,占据了市场份额的40%以上。
四、发展趋势
未来,PWM控制器市场的发展趋势将会更加趋于多元化。
随着各行业对高品质、高精度、高可靠性的要求越来越高,PWM控制器的应用将逐渐扩展到更多领域,如人
工智能、云计算、车联网等。
同时,随着新材料、新技术的不断出现和推广,PWM
控制器的功能将更加全面强大,使其在未来的发展中具有更广泛的应用前景。
总之,PWM控制器市场在未来的发展中将会保持稳定增长,其应用领域将逐渐扩大,而成为新兴技术的代表之一,有着非常广阔的市场空间和发展前景。
电机系统蒂能大容量多电平变换器拓扑一现状与进展李永东饶建业(清华大学电力电子研究所,北京100084)摘要自20世纪80年代以来,随着电力电子技术的飞速发展,大容量多电平变换器得到广泛应用并日趋高性能化。
大容量一般是指功率等级在数百千瓦以上。
实现大容量变换的途径有高电压、大电流,在实际应用中以高电压大容量更为典型,而其中多电平变换技术则是实现高电压大容量的关键。
本文对多电平变换技术的发展进行了回顾、比较以及总结,同时,还着重介绍了近几年国内外在这一领域研究的最新成果。
基于此,对大容量多电平变换技术的发展趋势进行了展望,希望对大容量多电平变换技术进一步的研究提供了一个参考。
关键词:高性能;多电平变换器;拓扑结构;高效节能T he D evel opm ent of H i gh Per f or m ance H i gh Pow er M ul t i level C onve r t e r sL i Y ong dong R ao J i anye(T s i n ghua U ni vers i t y,Bei j i ng100084)A bs t ract Si nce80s of l as t c ent ur y,w i t h t he devel o pm ent of pow er el ect r oni cs,hi gh pow er m ul t i l eve l convener s w i t h hi gh perf or m an ce hav e been w i de l y use d.G ener al l y spea ki ng,i n order t o r eal i ze hi gh pow er,hi gh-vol t a ge and/or hi i gh—cur r ent c a ll be us ed.I n appl i c at i ons,hi gh—vol t age hi gh—pow er t echnol ogy i s m ol e used,and t he key poi nt is m ul t i l eve l conver t er s.Thi s pap er s um m ar i zes t he devel opm ent of t he m ul t i l e ve lc onve r t e rs,a nd pr ese nt s t he r e cen t r ese a rc h ach i evem en t s a bout t he hi gh—vol t age m ul t i l eve l conver t er s.Fi nal l y,s o m e pr edi ct i ons of t he f ut ur e devel opm ent i n t hi s ar e a ar e gi ven,e xpec t i ng t o be he l pf ul t o t hef ut ur e re s ear c h w or k about t he hi gh-vol t a ge hi gh—pow er m ul t i l eve l conver t er s.K ey w or ds:hi gh perf or m ance:m ul t i l evel convert er s;topology:hi gh ef f i c i enc y1引言我国现有的电力系统容量虽然已经有了很大的提高,但电力紧张的现象依然严峻,而提高各类用电设备的生产效率和用电效率是解决问题的有效途径。
2023年PWM控制器行业市场分析现状PWM控制器(脉宽调制控制器)是一种电子设备,用于将电源电压调整为期望的输出电压或信号。
它是现代电子设备和系统中非常重要的一部分,广泛应用于电源管理、电机控制、通信设备和自动化控制等领域。
本文将对PWM控制器行业的市场分析现状进行详细介绍。
一、市场规模:随着电子产品市场的快速发展,PWM控制器市场在过去几年中取得了稳定增长。
根据市场研究报告,2019年PWM控制器市场的全球规模达到了25亿美元。
预计到2025年,市场规模将继续保持增长,预计达到40亿美元。
二、市场驱动因素:1. 电源管理需求增加:随着电子产品不断减小尺寸和智能化的要求,对电源管理的需求也日益增加。
PWM控制器能够有效管理电源电压和电流,提供稳定的电源输出,因此受到了广泛的应用。
2. 节能要求增强:全球能源消耗和环境保护问题日益凸显,各国政府要求各个行业采取节能措施。
PWM控制器通过调整电源电压和电流的工作模式,能够实现高效的能量利用,因此对于电源管理具有很大的节能潜力。
3. 增长的电动汽车市场:随着全球对环境问题的重视,电动汽车市场的规模不断扩大。
PWM控制器在电动汽车的电机控制中起着关键作用,因此随着电动汽车市场的增长,PWM控制器市场也会得到推动。
三、市场应用领域:1. 电源管理:PWM控制器可用于电源稳压、电池管理、逆变器和变频器等领域,能够提供高效稳定的电源输出。
2. 电机控制:PWM控制器在电机控制中广泛应用,例如风扇、空调、洗衣机等电器设备。
3. 通信设备:PWM控制器可用于通信设备如路由器、开关、服务器等的电源管理和电压调节。
4. 自动化控制:PWM控制器是自动化控制系统的关键组件,例如工业机械、机器人等的控制系统。
四、市场竞争格局:PWM控制器市场竞争激烈,主要厂商包括TI、ADI、Microchip、Infineon等。
这些公司拥有先进的技术和广泛的产品线,能够满足不同行业的需求。
2023年PWM控制器行业市场规模分析PWM控制器是一种电子元件,通常用于调节电压和电流,可广泛应用于直流电机、光伏逆变器、LED灯和交直流转换等领域。
根据最新的市场报告,在全球范围内,PWM控制器市场规模快速增长,预计在2025年将达到约12亿美元。
以下是对PWM控制器市场规模的更深入的分析。
1. 全球市场规模全球PWM控制器市场规模迅速扩大,这主要是由于工业自动化和智能化需求的增加。
PWM控制器在众多应用中发挥着至关重要的作用,例如变频器、摩托车、汽车、太阳能系统、照明和风冷系统等。
据市场报告,全球PWM控制器市场规模在2019年约为6亿美元,并且预计年复合增长率将在2020-2025年期间达到8.5%。
由此可见,PWM控制器市场在短期内将快速增长。
2. 行业市场份额在PWM控制器行业中,亚太地区是最大的市场份额。
这是由于该地区的工业自动化水平大幅提高,以及太阳能和LED照明市场的快速发展。
此外,欧洲和北美地区也是较大的市场份额,主要由于汽车、风冷系统和变频器市场的增长。
3. 应用领域PWM控制器在各个领域中都有广泛的应用,包括:工业控制、太阳能逆变器、电机控制、LED驱动、电源管理、消费电子和医疗设备。
其中,工业自动化和太阳能逆变器是PWM控制器市场上的主要驱动力。
具体来说,工业自动化领域的增长是由于生产过程中对控制精度和稳健性的需求不断增加,并且工业自动化领域的电机驱动器、温度控制和加热器等领域中,均需要PWM控制器。
另外,随着太阳能市场的逐渐增长,PWM控制器在太阳能逆变器中的应用也不断增加。
在这一领域,PWM控制器主要用于将直流电流转换为交流电流,以及确保太阳能电池板的最佳输出。
4. 行业领先者此外,全球PWM控制器市场还有一些领先的公司,其中包括ADT、Allegro MicroSystems、Infineon Technologies、Microchip Technology、NXP Semiconductors、Renesas Electronics、STMicroelectronics和Texas Instruments等。
2024年PWM太阳能充电控制器市场规模分析1. 引言太阳能充电控制器是一种用于调节太阳能电池充电的设备,其中PWM(脉宽调制)技术是一种常见的控制方法。
本文旨在分析PWM太阳能充电控制器市场的规模,包括市场概况、市场发展趋势以及市场前景。
2. 市场概况太阳能充电控制器市场是太阳能产业链的重要组成部分,其主要功能是控制太阳能电池的充电和放电过程,确保太阳能系统的高效运行。
PWM技术作为一种常用的控制方法,被广泛应用于太阳能充电控制器中。
根据市场研究数据,太阳能充电控制器市场在过去几年中持续增长。
该市场的增长受益于以下几个因素:•太阳能产业的快速发展,促使对太阳能充电控制器的需求增加;•政府对可再生能源的政策支持,推动了太阳能系统的普及;•用户对环保和节能的需求不断增加,增加了对太阳能充电控制器的需求。
3. 市场发展趋势3.1 技术创新随着科技的发展,太阳能充电控制器的技术不断更新和改进。
目前,PWM技术已经成为太阳能充电控制器市场的主流技术。
然而,随着电子技术和智能控制技术的不断革新,新一代的太阳能充电控制器将具备更高的效率、更精确的控制和更多的功能。
3.2 市场细分随着太阳能充电控制器市场的发展,市场细分将成为一个重要的趋势。
由于不同应用领域对太阳能充电控制器的需求有所差异,仅有通用型产品已经不能满足市场需求。
未来,太阳能充电控制器市场将逐渐从通用型向专业型转变,为不同领域的应用提供定制化的解决方案。
3.3 市场竞争目前,太阳能充电控制器市场的竞争程度较高。
市场上存在众多的太阳能充电控制器品牌和厂商,产品同质化趋势明显。
在这种竞争环境下,企业需要通过技术创新、品牌建设和市场推广等方式来提升竞争力。
4. 市场前景太阳能充电控制器市场在未来有着广阔的发展前景。
随着太阳能产业的快速发展和政府对可再生能源的支持力度增加,太阳能充电控制器的需求将持续增长。
此外,随着科技的进步,新一代的太阳能充电控制器将具备更高效的充电效率、更精确的电流电压控制以及更多的功能特性。
PWM整流技术研究现状与发展趋势作业PWM 整流技术研究现状与发展趋势姓名:王启龙学号201431403054在传统整流领域,⼯业上⼴泛采⽤的是不控整流和相控整流两种⽅式。
相控整流电路虽然有⼀定的调压能⼒,但功率因数低并且谐波污染严重;不控整流器电路结构简单,但是没有调压能⼒,仍存在交流侧谐波污染问题。
这些装置⼯作时产⽣的⼤量谐波和⽆功功率会引起电⼒线路和设备发热,同时对电⽹也造成污染。
为了得到更⾼效、更清洁的整流⽅式,学术界把PWM 控制技术引⼊到整流器的控制之中,其主要⽬的是使⽹侧电流正弦化,并且可使其处于单位功率因数运⾏或可控状态。
为了实现上述⽬标,国内外学者已经提出了很多控制策略,主要有间接电流控制、直接电流控制以及⼀些⾮线性控制理论等。
间接电流控制⼜称幅相控制,直接电流控制包括固定开关频率控制、滞环电流控制等。
由于功率器件的⾮线性特征,⼀些学者利⽤⾮线性理论,提出了⼏种⾮线性控制策略,包括直接功率控制、状态反馈线性化控制等。
1 三相PWM 整流器模型和拓扑结构1.1 三相PWM 整流器数学模型图1 为三相电压型PWM 整流器主电路拓扑结构,主要由交流回路、功率开关管桥路以及直流回路组成。
设定E 为电⽹电动势参考⽮量,V 表⽰交流侧电压⽮量,VL表⽰交流侧电感电压⽮量,I 表⽰交流侧电流⽮量。
上述⽮量之间关系如公式(1)。
1.2三相电压型PWM整流器PWM 整流器拓扑结构改进⽬的主要是为了抑制谐波和针对特定的适⽤场合。
具体的有多电平电路、变流器组合电路、基于软开关技术的拓扑结构等。
在⾼压⼤容量场合,多电平技术备受青睐。
三电平PWM整流器拓扑结构,较之传统的两电平整流器,具有器件承压低、开关频率低、输出谐波⼩和du/dt ⼩的优点[3]。
在超导储能、感应加热和⼤容量UPS 等⽅⾯有较好的应⽤价值。
在低压⼤电流场合,基于软开关技术[2]的拓扑结构也有很多应⽤。
全桥三电平LLC 谐振变换器能有效克服硬开关⽅式引起的脉冲电压和电流,有开关损耗低,电磁⼲扰⼩,输出电压稳定的优点。