PWM型变频器的基本控制方式通用的PWM型变频器是一种交—直—交变频，通过整流器将工频交流电整流成直流电，经过中间环节再由逆变器将直流电逆变成频率可调的交流电，供给交流负载。
异步电动机调速时，供电电源不但频率可变，而且电压大小也必须能随频率变化，即保持压频比基本恒定。
PWM型变频器一般采用电压型逆变器。
根据供给逆变器的直流电压是可变的还是恒定的，变频器可分成两种基本控制方式。
(1)变幅PWM型变频器这是一种对变频器输出电压和频率分别进行调节的控制方式，其基本电路如图3-3所示。
中间环节是滤波电容器。
图2-3 变幅PWM型变频器晶闸管整流器用来调压，与一般晶闸管调压系统一样，采用相位控制，通过改变触发脉冲的延迟角α来获得与逆变器输出频率相对应的不同大小的直流电压。
逆变器只作输出频率控制，它一般是由6个开关器件组成，按脉冲调制方式进行控制。
图3-4所示是另一种直流电压可调的PW M变频电路。
它采用二极管不可控整流桥，把三相交流电变换为恒定的直流电。
分立斩波器电路，来改变输出直流电压的大小，通过逆变器输出三相交流电。
图2-4 利用斩波器的变频电路图以上两种调压式变频电路，都需要两极可控功率级，相比较，采用晶闸管整流桥可以获得更大功率的直流电，由于可控整流桥采用相位控制，输入功率因数将随输出直流电压的减小而降低；而斩波式调压，输入功率变流级采用的是二级管整流桥，所以输入端有很高的功率因数，代价是多了一个斩波器。
另外，就动态响应的快速性来说后者比前者好。
(2)恒幅PWM型变频器恒幅脉宽调制PWM式变频电路如图3.3所示，它由二极管整流桥，滤波电容和逆变器组成。
逆变器的输入为恒定不变的直流电压，通过调节逆变器的脉冲宽度和输出交流电压的频率，既实现调压又实现调频，变频变压都是由逆变器承担。
第一章绪论1.1背景介绍进入21世纪后，在全球经济发展中，能源与环保日益成为人们关注的焦点。
很多电力电子装置的应用使电力系统中产生谐波。
例如通用变频器，大都为交一直—交电压型结构，整流端为二极管不可控整流或晶闸管相控整流。
这种结构使电网侧电流波形严重畸变，谐波大，对公共电网造成污染。
电网侧功率因数低，与电网交换大量的无功功率，降低了发电和输电设备的利用率，同时产生大量的附加损耗。
系统不能在再生状态下运行，无法实现能量的再生利用。
要从根本上消除通用变频器的上述缺陷，要求新型变频调速系统的整流环节网侧电流正弦化运行于单位功率因数，且能实现能量双向流动。
PWM控制为减少谐波提供了一个技术性的方案，随着高频电力电子器件如GTO、电力晶体管、IGBT价格的降低，以及电压和电流等级的提高，该控制方法越来越成为减少谐波污染的首选技术方案。
自20世纪90年代以来，PWM整流器一直是电力电子领域的研究热点。
对PWM整流相关应用的研究也越来越多，例如有源滤波、超导储能、交流传动、高压直流输电以及统一潮流控制、新型UPS以及太阳能，风能等可再生能源的电压型PWM可逆整流器采用全控型器件，工作在高频状态。
由于功率开关器件的开通和关断都可以控制，所以整流器的电流波形是可以控制的，其理想的状态是和输入相电压同相(或反相)的正弦波，此时网侧功率因数接近1，输入电流的谐波含量接近零，而且能够对直流电压进行调整，使之稳定在一定的设定值，在负载变化时，具有较快的响应速度。
因为具备上述优点，将其作为交一直一交变频调速系统中的整流环节，构成双PWM变频调速系统，使该变频调速系统具有输入电压、电流频率固定，波形均为正弦，功率因数接近1，输出电压、电流频率可变，电流波形也为正弦的特点，可实现四象限运行，从而达到能量双向传送第1 页共44 页的目的，实现了调速节能和绿色环保的高度结合。
1.2PWM整流器的研究现状对PWM整流器的研究开始于20世纪80年代。
介绍电压源型变频器能量回馈控制技术的两个方案介绍电压源型变频器能量回馈控制技术的两个方案山东大学控制科学与工程学院张承慧杜春水马永庆程全征马运东摘要通用变频器能量回馈PWM控制系统是一种采用有源逆变方式把电动机减速制动时产生的再生能量回馈电网的装置。
它可以克服通用变频器传统制动电阻方式低效、难以满足快速制动和频繁正反转的不足,使通用变频器可在四象限运行。
本文首先回顾了变频调速能量回馈控制技术的发展历史及现状,并介绍了常见的两个方案。
关键词变频调速技术能量反馈再生制动PWM控制编者按本文原标题为“变频调速能量回馈控制技术的现状与发展趋势”,载于变频器世界2002年第三期,文中介绍了许多种拓扑结构,本刊现挑选了常见的两种,因都是电压源型,故改用了现在取用的文题。
11引言变频调速技术涉及电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
采用变频调速技术是节能降耗、改善控制性能、提高产品产量和质量的重要途径,已在应用中取得了良好的应用效果和显著的经济效益。
但是,在对调速节能的一片赞誉中,人们往往忽视了进一步挖掘变频调速系统节能潜力和提高效率的问题。
事实上,从变频器内部研究和设计的方面看,应用或寻求哪一种控制策略可以使变频驱动电机的损耗最小而效率最高?怎样才能使生产机械储存的能量及时高效地回馈到电网?这正是提高效率的两个重要途径。
第一个环节是通过变频调速技术及其优化控制技术实现“按需供能”,即在满足生产机械速度、转矩和动态响应要求的前提下,尽量减少变频装置的输入能量;第二个环节是将由生产机械中储存的动能或势能转换而来的电能及时地、高效地“回收”到电网,即通过有源逆变装置将再生能量回馈到交流电网,一方面是节能降耗;另一方面是实现电动机的精密制动,提高电动机的动态性能。
本文讨论的就是变频调速系统节能控制的第二个环节—变频调速能量回馈控制技术。
在能源、资源日趋紧张的今天,这项研究无疑具有十分重要的现实意义。
21通用变频器在应用中存在的问题通用变频器大都为电压型交—直—交变频器,基本结构如图1所示。
