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讨论一下常用PWM算法的直流电压利用率问题

今天看了一些常用的PWM算法,如下:

按调制波类型简单区分为 SPWM 和 非SPWM,我们主要讨论SPWM。

一、单极性和双极性的理解

  按载波的极性分为 单极性和双极性,总觉得单极性和双极性这么分的话会产生歧义,因为按输出状态也可分为 单极性和双极性(一周期内单极性时输出状态为Ud/-Ud和0,双极性为Ud和-Ud)。举例说明:单极性倍频SPWM按载波极性的话应该是双极性的,但按照输出电压的状态来分的话应该是单极性的。

二、直流电压利用率

  直流电压利用率是指的输出线电压峰值和前端直流电压的比值。

 三相逆变电路,当调制深度M=1时,母线电压利用率各是多少??

       单极性SPWM :

       双极性SPWM:

   单极性倍频SPWM:

   SVPWM:

大家讨论一下直流电压利用率到底表达了什么意义?  在电路设计上它起到了什么作用,譬如当需要输出线电压为380V时,三相桥式逆变拓扑,由于双极性SPWM的电压利用率为0.866Ud,那么是不是必须增大Ud才能保证输出线电压为380V。

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cjw318
LV.7
2
2013-05-29 13:50

直流电压不就是母线电压吗?

这样的话三相380v时,母线电压应该等于线电压峰值即530v。

其实三相整流得来的母线电压,也就是逆变为三相输出电压的母线电压。

不理解你的“单极性SPWM:Ud= 532/1.732   = 307v,双极性SPWM:Ud= 532/0.866   = 614v?

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IGBT2010
LV.8
3
2013-05-29 20:45
学习来了!!
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2013-05-30 08:40
@cjw318
直流电压不就是母线电压吗?这样的话三相380v时,母线电压应该等于线电压峰值即530v。其实三相整流得来的母线电压,也就是逆变为三相输出电压的母线电压。不理解你的“单极性SPWM:Ud=532/1.732 =307v,双极性SPWM:Ud=532/0.866  =614v?
直流电压就是母线电压,这里讨论的是各种控制算法中,母线电压经逆变后输出的线电压峰值为多少?
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2013-05-30 08:42
@IGBT2010
学习来了!!
大家踊跃讨论啊,希望有完全掌握的人分享一下。
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2013-05-30 08:56
@chengweilz
大家踊跃讨论啊,希望有完全掌握的人分享一下。

你的理解错了吧,双极性的相电压峰值,也是Ud,只有半桥才是Ud/2(直流电压的中点抽头作为输出交流的参考点)双极性在开关器件导通是的最高的电压依旧是直流的正负最大电压,而非中心抽头。

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cjw318
LV.7
7
2013-05-30 08:56
@chengweilz
直流电压就是母线电压,这里讨论的是各种控制算法中,母线电压经逆变后输出的线电压峰值为多少?

母线电压就是逆变后输出线电压的峰值呀,这还用计算?

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cjw318
LV.7
8
2013-05-30 09:20
@重庆酱油仔
你的理解错了吧,双极性的相电压峰值,也是Ud,只有半桥才是Ud/2(直流电压的中点抽头作为输出交流的参考点)双极性在开关器件导通是的最高的电压依旧是直流的正负最大电压,而非中心抽头。

所谓输出单、双极性都是针对参考公共点而言:

双极性——输出对参考公共点,其大小在正、负不断地变化,就是说大小和方向都在变,例如半桥形式的逆变输出。特点是需要双电源,其峰值分别等于正母线或负母线直流电压;

单极性——一般相对参考公共点有两个逆变输出端,但都是大小变化而方向不变,且大小变化的趋势正好相反,这样在两个输出端就可得到相对的大小和方向都在变的交流电。例如桥式逆变的输出。特点是单电源即可,其峰值就等于母线直流电压。

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2013-05-30 11:13
@cjw318
所谓输出单、双极性都是针对参考公共点而言:双极性——输出对参考公共点,其大小在正、负不断地变化,就是说大小和方向都在变,例如半桥形式的逆变输出。特点是需要双电源,其峰值分别等于正母线或负母线直流电压;单极性——一般相对参考公共点有两个逆变输出端,但都是大小变化而方向不变,且大小变化的趋势正好相反,这样在两个输出端就可得到相对的大小和方向都在变的交流电。例如桥式逆变的输出。特点是单电源即可,其峰值就等于母线直流电压。
学习中……
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chengweilz
LV.1
10
2013-06-05 11:15
@cjw318
母线电压就是逆变后输出线电压的峰值呀,这还用计算?

您能把

“举例说明:如果想输出线电压为380V,峰值为380*1.4=532V,则直流Ud在各种控制方法中最小为:。。。” 

中的你的答案写出来吗?不考虑损耗

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chengweilz
LV.1
11
2013-06-27 10:30
@重庆酱油仔
你的理解错了吧,双极性的相电压峰值,也是Ud,只有半桥才是Ud/2(直流电压的中点抽头作为输出交流的参考点)双极性在开关器件导通是的最高的电压依旧是直流的正负最大电压,而非中心抽头。
恩 理解错了。相电压峰值都是Ud。但是好些书上都说SPWM的直流电压利用率低到底指哪些方面呢?
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chengweilz
LV.1
12
2013-06-27 10:36
@chengweilz
恩理解错了。相电压峰值都是Ud。但是好些书上都说SPWM的直流电压利用率低到底指哪些方面呢?

如果Ud=532,三相桥式逆变,去除死区等消耗:

载波采用双极性spwm调制输出线电压是多少?

载波采用双极性svpwm调制输出线电压是多少?

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harmotech
LV.5
13
2013-06-27 12:08
@chengweilz
如果Ud=532,三相桥式逆变,去除死区等消耗:载波采用双极性spwm调制输出线电压是多少?载波采用双极性svpwm调制输出线电压是多少?

 对于单相逆变,理想情况下,调制度M就等于直流母线电压利用率,关于直流母线电压利用率书本上没看到明确的定义,通常是这样理解的,输出交流电压的峰值与直线母线电压值之比,如HT1215为0.97,对于三相逆变,理想情况下,直流母线电压利用率(R)=0.866×m(调制度),R越大,THD越小,THD=        (单相双极性)=   (单相单极性)=  (三相双极性)

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cjw318
LV.7
14
2013-06-27 19:46
@chengweilz
您能把“举例说明:如果想输出线电压为380V,峰值为380*1.4=532V,则直流Ud在各种控制方法中最小为:。。。” 中的你的答案写出来吗?不考虑损耗

我认为,不管你是何种调制方式,最终输出的正弦波峰值始终跟随母线电压且相等(理想情况下)。

因为,既然三相整流后得到的母线电压等于交流输入的峰值,那么根据互易原理,不管用何种调制方式,还原生成的正弦波峰值也一定等于母线电压(理想情况下)。

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chengweilz
LV.1
15
2014-01-03 21:29
@harmotech
 对于单相逆变,理想情况下,调制度M就等于直流母线电压利用率,关于直流母线电压利用率书本上没看到明确的定义,通常是这样理解的,输出交流电压的峰值与直线母线电压值之比,如HT1215为0.97,对于三相逆变,理想情况下,直流母线电压利用率(R)=0.866×m(调制度),R越大,THD越小,THD=    [图片]    (单相双极性)=   [图片](单相单极性)= [图片] (三相双极性)
一直没搞懂书上说的这些,书上总说双极性下 相电压PWM波形 是在Ud/2~-Ud/2  我不理解 
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