PWM技术实现方法综述(一)

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PWM技术实现方法综述(一)

摘要:总结PWM技术问世至今各种主要的实现方法,及它们的基本工作原理,并分析它们各自的优缺点。

关键词:PWM技术实现方法工作原理

0引言

采样控制理论中有一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。PWM控制技术就是以该结论为理论基础,对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。

PWM控制的基本原理很早就已经提出,但是受电力电子器件发展水平的制约,在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代,随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展,PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法,如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用,PWM控制技术获得了空前的发展。到目前为止,已出现了多种PWM 控制技术,根据PWM控制技术的特点,到目前为止主要有以下8类方法。

1相电压控制PWM

1.1等脉宽PWM法

VVVF(VariableVoltageVariableFrequency)装置在早期是采用PAM(PulseAmplitudeModulation)控制技术来实现的,其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的,是PWM法中最为简单的一种。它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。相对于PAM法,该方法的优点是简化了电路结构,提高了输入端的功率因数,但同时也存在输出电压中除基波外,还包含较大的谐波分量。

1.2随机PWM

在上世纪70年代开始至上世纪80年代初,由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管,载波频率一般不超过5kHz,电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。为求得改善,随机PWM 方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声(在线性频率坐标系中,各频率能量分布是均匀的),尽管噪音的总分贝数未变,但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。正因为如此,即使在IGBT已被广泛应用的今天,对于载波频率必须限制在较低频率的场合,随机PWM仍然有其特殊的价值;另一方面则说明了消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率,随机PWM技术正是提供了一个分析、解决这种问题的全新思路。

1.3SPWM法

SPWM(SinusoidalPWM)法是一种比较成熟的、目前使用较广泛的PWM 法。前面提到的采样控制理论中的一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。该方法的实现有以下几种方案。

1.3.1等面积法

该方案实际上就是SPWM法原理的直接阐释,用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波,然后计算各脉冲的宽度和间隔,并把这些数据存于微机中,通过查表的方式生成PWM信号控制开关器件的通断,以达到预期的目的。由于此方法是以SPWM控制的基本原理为出发点,可以准确地计算出各开关器件的通断时刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在计算繁琐,数据占用内存大,不能实时控制的缺点。

1.3.2硬件调制法

硬件调制法是为解决等面积法计算繁琐的缺点而提出的,其原理就是把所希望的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波,通过对载波的调制得到所期望的PWM波形。通常采用等腰三角波作为载波,当调制信号波为正弦波时,所得到的就是SPWM波形。其实现方法简

单,可以用模拟电路构成三角波载波和正弦调制波发生电路,用比较器来确定它们的交点,在交点时刻对开关器件的通断进行控制,就可以生成SPWM波。但是,这种模拟电路结构复杂,难以实现精确的控制。

1.3.3软件生成法

由于微机技术的发展使得用软件生成SPWM波形变得比较容易,因此,软件生成法也就应运而生。软件生成法其实就是用软件来实现调制的方法,其有两种基本算法,即自然采样法和规则采样法。

1.3.3.1自然采样法

以正弦波为调制波,等腰三角波为载波进行比较,在两个波形的自然交点时刻控制开关器件的通断,这就是自然采样法。其优点是所得SPWM波形最接近正弦波,但由于三角波与正弦波交点有任意性,脉冲中心在一个周期内不等距,从而脉宽表达式是一个超越方程,计算繁琐,难以实时控制。

1.3.3.2规则采样法

规则采样法是一种应用较广的工程实用方法,一般采用三角波作为载波。其原理就是用三角波对正弦波进行采样得到阶梯波,再以阶梯波与三角波的交点时刻控制开关器件的通断,从而实现SPWM法。当三角波只在其顶点(或底点)位置对正弦波进行采样时,由阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽,在一个载波周期(即采样周期)内的位置是对称的,这种方法称为对称规则采样。当三角波既在其顶点又在底点时刻对正

弦波进行采样时,由阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽,在一个载波周期(此时为采样周期的两倍)内的位置一般并不对称,这种方法称为非对称规则采样。

规则采样法是对自然采样法的改进,其主要优点就是是计算简单,便于在线实时运算,其中非对称规则采样法因阶数多而更接近正弦。其缺点是直流电压利用率较低,线性控制范围较小。

以上两种方法均只适用于同步调制方式中。

1.3.4低次谐波消去法

低次谐波消去法是以消去PWM波形中某些主要的低次谐波为目的的方法。其原理是对输出电压波形按傅氏级数展开,表示为u(ωt)=ansinnωt,首先确定基波分量a1的值,再令两个不同的an=0,就可以建立三个方程,联立求解得a1,a2及a3,这样就可以消去两个频率的谐波。

该方法虽然可以很好地消除所指定的低次谐波,但是,剩余未消去的较低次谐波的幅值可能会相当大,而且同样存在计算复杂的缺点。该方法同样只适用于同步调制方式中。

1.4梯形波与三角波比较法

前面所介绍的各种方法主要是以输出波形尽量接近正弦波为目的,从而忽视了直流电压的利用率,如SPWM法,其直流电压利用率仅为86.6%。因此,为了提高直流电压利用率,提出了一种新的方法——梯形波与三角波比较法。该方法是采用梯形波作为调制信号,三角波为

载波,且使两波幅值相等,以两波的交点时刻控制开关器件的通断实现PWM控制。

由于当梯形波幅值和三角波幅值相等时,其所含的基波分量幅值已超过了三角波幅值,从而可以有效地提高直流电压利用率。但由于梯形波本身含有低次谐波,所以输出波形中含有5次、7次等低次谐波。

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随着全球经济一体化的到来,各国企业都将面临全球的竞争挑战,而且汽车行业更新换代快,面临的竞争与日剧增。目前我国已经加入WTO,国内企业所遇到的竞争压力越来越大,如何化解压力并在竞争中发展壮大,是每一位企业管理者需要认真思考的问题,并且获取利润是企业的最终目的,获利能力的大小显示着企业经营管理的成败和企业未来前景的好坏。企业必须能够获利才有存在的价值,建立企业的目的是盈利,增加盈利是最具综合性能力的目标,它通常是指企业在一定时期内赚取利润的能力。无论是企业的经理人员、债权人,还是股东(投资人)都非常关心企业的盈利能力。近几年国内外学者进一步研究了企业的盈利能力。 盈利能力分析涵义综述 黄明、郭大伟在《浅谈企业盈利能力的分析》说,盈利能力通常是指企业在一定时间赚取利润的能力。盈利能力的大小是一个相对的概念,即利润相对于一定的资源投入、一定的收入而言。利润率越高,盈利能力越强;利润率越低,盈利能力越差,企业经营业绩的好坏最终可通过企业的盈利能力来反映。无论是企业的经理人员、债权人、还是股东(投资人)都非常关心企业的盈利能力,并重视对利润率及其变动趋势的分析与预测。 钱爱民(2011)在《公司财务状况质量综合评价研究》中对企业的盈利能力中指出,企业的盈利能力是指企业利用各种经济资源赚取利润的能力,它是指企业营销能力,获取现金能力,降低成本能力及规避风险能力等的综合体现,也是企业各环节经营结果的具体表现,企业经营业绩的好坏都会通过盈利能力表现出来。 朱德龙(2010)《财务报表分析》中提出,企业盈利能力的分析可以从资本经营盈利能力分析、资产经营盈利能力分析、商品经营盈利能力分析和上市公司盈利能力分析四个方面进行。 崔也光(2005)《财务报表分析》中对盈利能力分析的内涵阐述,盈利能力是指企业利用各种资源赚取利润的能力,它是企业营销能力、获利现金能力、降低本钱能力及规避风险能力等的综合体现,也是企业各个环节经营结果的具体体现,企业经营的好坏都会通过盈利能力表现出来。 赵改云(2010)《企业现行盈利能力指标分析之我见》中提出长期盈利能力是着眼于企业长期的发展状况,通过对实现利润和占用投入资金比率的分析,评价企业投资的增值能力。企业的资金主要来自于债权人权益和所有者权益,资金进入企业后,最终形成了各种形态的资产。企业在一段时期内资产一定的情况下,获得的利润越多,

PWM控制的基本原理

PWM控制的基本原理 PWM(Pulse Width Modulation)控制——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。 PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型,PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。理论基础: 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。冲量指窄脉冲的面积。效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近,仅在高频段略有差异。 图1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 面积等效原理: 分别将如图1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上,如图2a所示。其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图2b所示。从波形可以看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降段则几乎完全相同。脉冲越窄,各i(t)响应波形的差异也越小。如果周期性地施加上述脉冲,则响应i(t)也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出,各i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同。 图2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化。 SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。 图3 用PWM波代替正弦半波 要改变等效输出正弦波幅值,按同一比例改变各脉冲宽度即可。 PWM电流波:电流型逆变电路进行PWM控制,得到的就是PWM电流波。 PWM波形可等效的各种波形: 直流斩波电路:等效直流波形 SPWM波:等效正弦波形,还可以等效成其他所需波形,如等效所需非正弦交流波形等,其基本原理和SPWM控制相同,也基于等效面积原理。 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,而本文介绍的是在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法。它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。 PWM技术的具体应用

文献综述

文献综述 题目:汽车车身悬挂系统振动模态分析 摘要:悬架作为汽车的重要部件,对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有着直接的影响。本课题主要讨论汽车车身悬挂系统的振动参数,利用ANSYS有限元数值模型计算以及校正。通过研究分析,得到正确的振动参数和外部形状,为设计车身悬挂系统提供理论基础。 关键词:汽车悬挂系统振动参数振动模态分析 引言:悬架系统是汽车底盘中的主要总成件,在汽车的行驶过程中传递车架(或车身)与车轮之间的所有的力与力矩同时降低路面对的车架(或车身)的冲击载荷,衰减路面冲击给车架(或车身)带来的振动,保证了汽车行驶的平顺性与安全性。麦弗逊悬架作为一种独立悬架由于其结构简单,占用空问小,增大了两前轮内侧的空间,便于发动机和其他一些部件的布置,在现在乘用车上得到广泛应用。悬架振动特性分析可以用MATLAB数值计算,ADMAS、CarSim仿真,也可以用ANSYS有限元方法计算。本课题旨在建立车身悬架多自由度动力学模型。利用CATIA软件或者ANSYS软件建立简单车身三维模型,利用ANSYS软件分析车身悬架系统,计算车辆的振动模态。此研究能够揭示悬架性能、车辆平顺性和悬架参数之间的相互关系,对车辆悬架系统的设计和研究具有一定参考意义。 一.国内外研究现状 1.1国内研究概况 厦门金龙,丹东黄海等客车厂家生产的大型铰接BRT城市客车均采用了一种新配置——电子控制空气悬架(ECAS系统)。 近年来,国内外学者对悬架控制方法进行了大量的研究,控制方法几乎涉及到所有的控制理论的所有分支,许多控制方法如天棚阻尼控制、PID控制、最优控制、自适应控制、神经网络控制、滑模变结构控制、模糊控制等在悬架系统上得到了应用。 1.2国外研究概况 主动悬架的概念是由Erspiel-labrosse于1954年提出来的,首先使主动悬

STM8S003F3通过PWM波实现三基色呼吸灯

STM8S003F3通过PWM波实现三基色呼吸灯 前段时间使用STM8S003F3实现了一个三基色灯的各种效果,故写一篇文章作 为一个记录。 1 综述 我们知道,要是的LED灯亮直接通电即可。而要改变灯的亮度,我们有两种方法:改变电流和PWM调光。 我们首先想到的就是改变它的驱动电流,因为LED的亮度是几乎和它的电流直接成正比关系。然而用调正向电流的方法来调节亮度会产生一个问题:在调亮度的同时也会改变它的光谱和色温,这样就会会产生色偏。因为目前白光LED都是用蓝光LED加黄色荧光粉而产生,当正向电流减小时,蓝光LED亮度增加而黄色荧光粉的厚度并没有按比例减薄,从而使其光谱的主波长增长。这个问题对于一般的照明是没有问题的,因为色温的变化量毕竟不是很大。但是对电源来说当电流过小时会产生闪烁,除非电源的恒流范围很宽,完全可以从0到最大。这样才没有问题。简而言之,电流调光有色温变化和电源电流过小产生闪烁的问题。曾经做过一个项目,用于某设备上需要非常非常平稳的调光,显然电流调光是无法实现。同时像本文介绍的三基色调光有颜色要求的显然也不行。因此我们使用PWM调光。 既然PWM调光可以避免上面的两个问题,为什么不直接都用PWM调光呢?因为我们毕竟是做产品,要考虑成本问题。使用PWM调光至少需要一颗能支持PWM的芯片(当然还有外围电路,但是电流调光也是有电路的。我们也应该知道PWM信号也可以由脉冲发生器提供),另外它需要编写程序。所以只有在需要的场合才使用PWM调光(使用PWM调光需要注意的问题是频率不能太低或者太高,推荐150-400Hz之间。)。PWM的优点如下:

● PWM调光就不会产生色偏,因为它总是工作在0或者最大两种状态。 ● PWM的占空比很好控制,而且精度高 ●对电源没有影响,因为不会改变电源的工作条件,只是给电源开或者关。 2 PWM波调光的原理 脉宽调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换及LED照明等许多领域中。通过以数字方式控制模拟电路,可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外,许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器,这使数字控制的实现变得更加容易了。简言之,PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。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。 2.1 占空比(Duty Cycle or Duty Ratio) 首先我们需要了解占空比,占空比的解释可以归纳为如下几种: ●在一串理想的脉冲序列中(如方波),正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。例如:脉冲宽度1μs,信号周期4μs的脉冲序列占空比为0.25。 ●在一段连续工作时间内脉冲占用的时间与总时间的比值。 ●在周期型的现象中,现象发生的时间与总时间的比。 通俗一点讲就是电路释放能量的有效时间与总释放时间的比。 2.2 调光比

影响师幼互动文献综述

影响师幼关系的因素 一、国外学者的研究 国外学者的一系列研究表明,影响师幼关系的第一要素是幼儿自身所具有的特征,如幼儿的气质倾向、行为特征与幼儿早期的人际关系等多个方面。就幼儿的气质倾向和行为特征层面来看,Fein,Garibold,Boni,(1993)的研究结果证实,幼儿气质内向或外向直接关系着他们和教师进行互动的情况。开朗、外向且行为积极的幼儿受到教师关注与反馈的机会最多,而比较内向、不爱表现的孩子得到的关注、反馈最少。Brophy,Good认为:班级中与教师关系亲近的幼儿,多是积极追随教师的思路、成绩优异并且能够控制自己行为、遵守班级规则的孩子。教师表示格外关心的是那些独立性差或必须经常指出他们错误的孩子,行为被动、不愿意多接触教师的孩子则会导致教师对他们的漠不关心,过度活跃、经常出现纪律问题的幼儿多在师幼互动中处于被动拒绝的消极状态。在所有早期的人际关系经历中,幼儿与父母之间形成的亲子关系状况是师幼关系的基础。Erickson,Pianta(1989)指出,幼儿尤其是低龄幼儿指向教师的行为模式、对教师的信任程度与情感亲疏程度几乎就是既定的幼儿与父母互动的翻版。在进入幼儿园前,幼儿与父母之间的情感依恋情况,关系着他们与老师进行互动过程中所表现出来的自我价值感与行为动机,并间接影响着幼儿的学习与环境适应能力(Sroufe,1988)。除了亲子关系以外,幼儿在托儿所中与养护者之间形成的关系和互动经历也是师幼关系一个潜在的因素。Hamilton与Howes(1992)在对有入托经历的幼儿哦回溯性考察中证实,幼儿在幼儿园中的师幼关系特征与他们在托儿所中的关系特征有很高的一致性。除幼儿的特征以外,研究者们发现。师幼关系还受所处环境的影响。Howes,White,Philips(1992)的研究表明,幼儿教师所受的教育水平也与他们对幼儿的态度有一定的关联。 二、国内学者的研究 师幼互动是幼儿园教育的核心要素,存在于幼儿一日活动之中,对幼儿产生难以估量的影响。师幼关系是幼儿园教育过程中最基本、最重要的人际关系;师幼关系的好坏直接影响着幼儿的发展、影响着教育的效果。安丽在《建立良好师幼关系》(2004)指出用科学的儿童观、教育观指导行动,尊重孩子,平等对待每一个孩子。教师与孩子在人格上是平等的。教师与幼儿的平等性及是否能平等对待幼儿是影响师幼关系的因素。在幼儿园中,幼儿接触的是教师,任展展与邬立英在报告(2009)中指出教师对幼儿的理解和关注度也是师幼关系的影响因素。幼儿刚刚离开家庭进入一个陌生的环境,需要得到他人的关心、帮助。在班级中与教师亲近的幼儿多是教师常关注、关心的孩子。那些不被教师关注的孩子一般和教师的亲近度不高。除了教师对幼儿的关注度以外,环境也是影响师幼关系的因素。胡伊淇在研究报告(2009)中提到:幼儿生活在特定的环境中,环境是幼儿成长的重要因素。这里的环境包括两方面物质环境、心理环境。如物质环境中的生活环境创设能否考虑到幼儿易于掌握的形象特征。张士峰与田崖迪在《浅谈建立良好师幼关系要素》(2009)一文中提到良好的师幼关系是沟通教师与幼儿情感的桥梁,是保证教育活动得以顺利开展的重要条件。师幼关系是幼儿园教师与幼儿的人际交往关系,是幼儿园人际关系最基本、最重要的组成部分。师幼关系还受教师是否尊重幼儿人格、相信幼儿能力、包容幼儿错误的影响。杨晓静在《审视互动》(2010)指出:在师幼互动中,教师和幼儿都是行为的主体,但在实际活动中并不是这种状态。幼儿的个性心理、对教师的依赖,幼儿的实际能力是影响师幼关系的因素。师幼关系也受教师自身的特征和观念得影响。章渭霞的报告中(2011)中提及创设宽松环境、尊重教育主体是良好师幼关系的前提。因此环境和幼儿的特征是影响师幼关系的因素。

PWM控制技术实现方法综述

PWM控制技术实现方法综述 引言 采样控制理论采样控制理论中有一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。PWMPWM控制技术就是以该结论为理论基础,对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。 PWM控制PWM控制的基本原理很早就已经提出,但是受电力电子器件发展水平的制约,在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代,随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展,PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法,如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用,PWM 控制技术获得了空前的发展。到目前为止,已出现了多种PWM控制技术,根据PWM控制技术的特点,到目前为止主要有以下8类方法。 1 相电压控制PWM 1.1 等脉宽PWM法[1] VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制技术来实现的,其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的,是PWM法中最为简单的一种。它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。相对于PAM法,该方法的优点是简化了电路结构,提高了输入端的功率因数,但同时也存在输出电压中除基波外,还包含较大的谐波分量。 1.2 随机PWM 在上世纪70年代开始至上世纪80年代初,由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管,载波频率一般不超过5kHz,电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。为求得改善,随机PWM方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声(在线性频率坐标系中,各频率能量分布是均匀的),尽管噪音的总分贝数未变,但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。正因为如此,即使在IGBT已被广泛应用的今天,对于载波频率必须限制在较低频率的场合,随机PWM仍然有其特殊的价值;另一方面则说明了消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率,随机PWM技术正是提供了一个分析、解决这种问题的全新思路。 1.3 SPWM法 SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的、目前使用较广泛的PWM法。前面提到的采样控制理论中的一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。该方法的实现有以下几种方案。 1.3.1 等面积法 该方案实际上就是SPWM法原理的直接阐释,用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波,然后计算各脉冲的宽度和间隔,并把这些数据存于微机中,通过查表的方式生

文献综述写作要点

文献综述写作要点 文献综述写作结构和句型 一文献综述特征 1.一般字数控制在4000-6000字左右,大约8-15页; 2.以评述为主,不可罗列文献; 3.基本格式通常包括题目、作者、摘要、关键词、前言、正文、结语和参考文献等几个部分; 4.中文参考15-20篇,英文参考20篇左右,文献要新,50%-80%最好为3年内的文献。 5.如果文献综述是为开题报告作准备,整篇文章建议为漏斗状结构,即“有什么研究进展,问题是什么,怎么找方向”。

二按照文献综述的结构顺序分析常用句型 1 题目 1.1 如果文章为结果论文 标题格式 a)Effect of oninProgress b)in Progress c)无固定格式 1.2 如果文章为方法论文 标题格式d)Methods for ? Progress 2 摘要常用句型 归纳了?研究中的关键问题 指出了?及其?研究的主要进展 讨论了?的类型、影响因素、过程机理和描述方法 在此基础上,对?规律的研究前景进行了展望 3 关键词 略 4 前言 4.1 内容:

问题的历史、现状和发展动态,有关概念和定义, 选择这一专题的目的和动机、应用价值和实践意义。 4.2 常用句式 ?是?的重要研究内容 过去研究主要集中在? ? ? ? 鉴于?的工作将对今后?研究意义以及?的现实应用意义 作者就?的关键问题进行了系统的分析和综述 5 正文 5.1 综述材料来源广泛,因此段落结构格式非常重要,举例如下表; 第一句第二句第三句第四句第五句第六句 主题句陈述理论1研究支持1 陈述理论2研究支持2 略 主题句研究支持1研究支持2 研

各种PWM控制方法的原理及优缺点

引言 采样控制理论中有一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。PWM控制技术就是以该结论为理论基础,对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。 PWM控制的基本原理很早就已经提出,但是受电力电子器件发展水平的制约,在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代,随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展,PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法,如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用,PWM控制技术获得了空前的发展。到目前为止,已出现了多种PWM控制技术,根据PWM控制技术的特点,到目前为止主要有以下8类方法。 1相电压控制PWM 1.1等脉宽PWM法[1] VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制技术来实现的,其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的,是PWM法中最为简单的一种。它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。相对于PAM法,该方法的优点是简化了电路结构,提高了输入端的功率因数,但同时也存在输出电压中除基波外,还包含较大的谐波分量。 1.2随机PWM 在上世纪70年代开始至上世纪80年代初,由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管,载波频率一般不超过5kHz,电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。为求得改善,随机PWM方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声(在线性频率坐标系中,各频率能量分布是均匀的),尽管噪音的总分贝数未变,但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。正因为如此,即使在IGBT已被广泛应用的今天,对于载波频率必须限制在较低频率的场合,随机PWM仍然有其特殊的价值;另一方面则说明了消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率,随机PWM技术正是提供了一个分析、解决这种问题的全新思路。 1.3SPWM法

文献综述44438

文献综述44438

昆明市富营养化水源16万吨净水厂设计 1.引言 富营养化是湖泊分类和演化的一种概念,是湖泊老化的自燃现象。含义是指湖泊、水库、缓慢流动的河流以及某些近海水体中营养物质(一般指氮和磷的化合物)过量从而引起水体植物 (如藻类及大型植物)的大量生长,使大面积的水域被藻类所覆盖,阻碍了水体与大气的接触,导致水中溶解氧的降低,而藻类的代谢死亡,微生物分解藻体及其它有机物也要耗去水中大量的溶解氧。其结果是引起水质恶化、味觉和嗅觉变坏、溶解氧耗竭、透明度降低、渔业减产、死鱼阻塞航道,对人和动物产生毒性。 2.1富营养化对水源水的影响和危害 (1)影响水体的感观性。富营养化使水味变得腥臭难闻。在富营养状态的水体中生长着很多藻类,其中有一些藻类能够散发出腥臭异味,向湖泊四周的空气扩散,直接影响、烦扰人们的正常生活,给人以不舒适感觉。另外,由于以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻的生长,浮于湖水表面,形成一层“绿色浮渣”,使水质变得浑浊,透明度明显降低,湖水感官性大大下降。 (2)影响水质并增加制水成本。湖泊常常是生活饮用水和工业用水的供给水源。富营养水体在作为供给水源时,会给制水厂带来一系列问题。由于水源表层水中藻类密集,阳光难于透入湖泊深层,使其中藻类的光合作用明显受抑制,溶解氧的来源减少。藻类死亡后不断沉积腐烂分解,消耗深层水体的大量溶解氧,甚至使水体出现厌氧状态。触发或加速底泥中积累的营养物质释放,造成水体营养物质的高负荷,形成富营养水体的恶性循环。过量的藻类会给制水厂在过滤过程中带来障碍,需要改善或增加过滤措施。藻类产生的臭味和H:S、CH 和NH,等有毒有害气体。用常规净水工艺很难去除,增加了水处理的技术难度。既影响制水厂的出水率,同时也加大了制水成本费用。藻类在常规处理T艺中有可能因为投加混凝剂而引起细胞破坏,使胞内的藻毒素进入水中,而藻毒素不易被常规混凝、过滤工艺去除造成出水水质下降。另外,藻类细胞本身也可能是消毒副产物的前体物。 (3)影响管网和管网水质及水厂正常运行。穿透滤池进入管网的藻类可成为微生物繁殖的基质.促进菌类生长,甚至可能在管网中生长较大的有机体,如线虫等,严重时会堵塞水表、水龙头。细菌的再繁殖还会造成管网水质恶化,如水的浊度、色度上升,细菌总数增加等,并加速输配系统的腐蚀和结垢,使管网服务年限缩短。常规混凝、沉淀、过滤工艺处理含藻水时.藻类不易在沉淀池中去除,影响后继滤池的正常运行.表现为运行周期缩短.反冲频繁,而且不易冲洗干净,必须加大反冲洗强度,导致耗水量增加。

PWM技术的现状、发展和技术难题

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。PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型,PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。 脉冲宽度调制是一种模拟控制方式,其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变,这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,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非常有效的技术。 PWM控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点.由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。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,而在镍

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