第7章PWM整流器
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PWM整流器是什么?及PWM整流器控制原理电子元器件是推动国民经济发展的重要因素之一,然而在这个电子科技技术日新月异的时代,消费者对电子类的产品需求更是呈现出的多元化发展趋势,同时产品对电子元器件的性能有了更高的要求。
而作为被广泛应用的PWM整流器也不例外。
那么什么是PWM整流器?及PWM整流器控制原理是什么?华强北IC代购网为你一一解答。
PWM整流器是什么随着功率半导体开关器件技术的进步,电力电子变流装置得到飞速的发展,从而衍生出了以脉宽调制(PWM)为基础的各类变流装置,例如变频器、逆变电源、高频开关电源等。
经过几十年的研究与发展,PWM整流器技术已日趋成熟。
根据其能量是否可双向流动从而派生出可逆PWM整流器和不可逆PWM整流器;而其拓扑结构从最初的单向、三相电路发展到多相组合以及多电平拓扑电路;在控制开关方面,软开关调制逐渐开始代替单纯的硬开关调制;其功率等级从千瓦级发展到兆瓦级。
PWM整流器基本控制原理PWM整流器的控制目标有两个:一是使直流侧输出电压稳定;二是使交流侧输入功率因数为1或可控。
为了方便大家查阅,华强北IC代购网对PWM整流器基本控制原理归纳出以下几点:1、直接电流控制依据PWM整流器的动态方程,直接电流可对瞬时电流的波形进行高精度的控制,具有很好的动态性能,并且能够有效的防止过载和实现过流保护。
另一方面,直接电流控制对PWM整流器的控制都是采用双向闭环控制,通过直流母线电压的调节得到交流电流的电值,从而达到减小误差和产生调制的作用。
优点:良好的动态性能、高精度、低误差。
2、间接电流控制间接电流控制也成为幅相控制,通过控制整流桥交流侧击波电压的幅度值达到控制输入PWM整流器电流的目的。
与直接电流控制不一样,间接电流控制是通过开环实现对输入电流进行控制。
优点:成本低、结构简单;缺点:较大电流超调、电流震荡剧烈。
3、预测电流控制预测电流控制其本质就是采用模型误差反馈校正,根据PWM整流器实际电流的误差和电路参数等信息,计算出合适的电压矢量。
pwm镇流器工作原理
PWM镇流器(Pulse Width Modulation Rectifier)是一种通过
改变开关元件(如晶体管)的导通时间比例,从而实现对电流或电压的控制的电路。
PWM镇流器的主要工作原理如下:
1. 输入电压通过绕组产生交流电压。
将输入电压与变压器绕组相连接,通过绕组感应电磁感应产生交变电压。
2. 交流电压通过整流电路转换为直流电压。
在PWM镇流器中,通常采用全桥式整流电路,将交流电压转换为直流电压。
3. 控制器控制开关元件的导通比例。
PWM镇流器通过控制开
关元件(如晶体管)的导通时间比例,来调整输出电流或电压的大小。
控制器通常采用微处理器或DSP芯片,通过PWM
信号控制开关元件的导通时间。
4. 开关元件控制电流流向。
开关元件根据控制器输出的PWM
信号的高低电平,控制导通或断开电流的通路,从而控制电流流向。
当开关元件导通时,电流通过开关元件流入负载;当开关元件断开时,电流通过恢复二极管流入负载。
通过以上工作原理,PWM镇流器可以实现对输入电流或电压
的精确控制,从而满足不同负载的需求。
PWM整流器及其控制策略的研究随着电力电子技术的发展,PWM整流器在新能源、电力牵引、电力电子变换等领域的应用越来越广泛。
PWM整流器具有高效率、低谐波、快速响应等优点,但其控制策略的设计是整个系统性能的关键。
本文将对PWM整流器的控制策略进行详细的研究和分析。
PWM整流器采用全控型器件,通过脉冲宽度调制(PWM)控制整流器输入电流的幅值和相位,实现高功率因数和低谐波电流的目标。
其电路结构包括三相电压型PWM整流器、三相电流型PWM整流器以及交-直-交PWM整流器等。
开关控制策略通过控制开关管的通断时间来实现电流的控制。
该策略具有实现简单、动态响应快等优点,但开关的通断会造成较大的功耗损失,且在负载突变时响应速度较慢。
PWM控制策略通过调节脉冲宽度实现对电流的控制。
该策略具有谐波含量低、控制精度高等优点,且在负载突变时响应速度快。
但PWM控制需要较高的采样精度和计算能力,且在实际应用中需要考量的参数较多。
滑模控制策略通过将系统状态引导至设定的滑模面上实现电流的控制。
该策略具有对参数变化和外部扰动不敏感、无需精确的系统模型等优点,且可以实现无静差跟踪。
但在实际应用中,滑模控制的计算实现较为复杂,且在实际系统中应用难度较大。
为了验证上述控制策略的效果,我们设计了一个基于电压型PWM整流器的实验系统。
实验中,我们采用了MATLAB/Simulink进行系统建模和仿真,并使用高性能DSP实现了实时控制。
实验结果表明,PWM控制策略在稳态和动态性能上都优于开关控制策略和滑模控制策略。
具体来说,PWM控制策略在负载突变时的响应速度较快,且可以实现更高的系统效率。
本文对PWM整流器的控制策略进行了详细的研究。
通过对比分析开关控制策略、PWM控制策略和滑模控制策略的优缺点和应用场景,发现PWM控制策略在许多方面都表现出优越的性能。
在实验设计和结果分析中,我们验证了PWM控制策略的优点。
展望未来,PWM整流器控制策略的研究将更加深入。