第十二章脉宽调制(PWM)逆变器
pwm逆变器工作原理
pwm逆变器工作原理
PWM逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的电子器件。
它的基本工作原理是通过一系列的开关操作，将直流电源转换为一系列的脉冲信号，然后再将这个脉冲信号转换成交流信号。
在PWM逆变器中，通常会使用一组开关器件，如晶体管或IGBT，来控制直流电源的通断。
这些开关器件会在一定的频率范围内开关，从而产生一个类似于正弦波的交流信号。
这个交流信号可以用来驱动电机、照明灯具、加热器等交流负载。
PWM逆变器的控制方式通常采用脉宽调制（PWM）技术。
这种技术通过控制开关器件的开关时间，来调节输出电压的频率和幅值。
通过调整PWM信号的占空比，可以控制输出电压的大小和频率，从而实现负载的控制和调节。
在PWM逆变器中，通常会使用高频变压器来将PWM信号转换成交流信号。
这个变压器通常具有多个线圈，可以将PWM信号转换成多个不同电压和频率的交流信号。
这些交流信号可以进一步处理和调节，以满足负载的需求。
总之，PWM逆变器的工作原理是通过一系列的开关操作，将直流电源转换成交流信号，并通过控制PWM信号的占空比来调节输出电压的大小和频率，以满足负载的需求。
逆变器工作原理
逆变器工作原理逆变器是一种将直流电转换成交流电的电力转换装置。
它在可再生能源系统、电池储能系统、电动汽车和UPS等领域中得到广泛应用。
逆变器的工作原理是通过使用电子器件将直流电源转换为交流电源。
一、逆变器的基本原理逆变器的基本原理是利用电子器件（如晶体管、IGBT等）将直流电源转换为交流电源。
逆变器的输入端连接直流电源，输出端连接负载。
逆变器通过控制电子器件的开关状态，将直流电源转换为交流电源，输出给负载。
逆变器的工作过程可以分为两个阶段：开关器件的导通和开关器件的断开。
二、逆变器的工作过程1. 开关器件的导通阶段：在这个阶段，逆变器的输入端直流电源通过控制电路，使得开关器件导通。
导通的开关器件会将直流电源的电能传输到输出端，形成正半周的交流电信号。
在这个过程中，开关器件的导通时间和导通频率决定了输出交流电的频率和幅值。
2. 开关器件的断开阶段：在这个阶段，逆变器的输入端直流电源通过控制电路，使得开关器件断开。
断开的开关器件会阻断直流电源的电能传输，输出端的电压降为0。
在这个过程中，开关器件的断开时间和断开频率决定了输出交流电的频率和幅值。
三、逆变器的控制方式逆变器的控制方式有两种：脉宽调制（PWM）和谐波消除调制（HCC）。
1. 脉宽调制（PWM）：脉宽调制是逆变器常用的控制方式。
它通过改变开关器件导通和断开的时间比例，来控制输出交流电的频率和幅值。
脉宽调制可以使得逆变器的输出电压具有较高的质量和稳定性。
2. 谐波消除调制（HCC）：谐波消除调制是一种高级的控制方式，它可以有效地消除逆变器输出电压中的谐波成份。
谐波消除调制通过改变开关器件的导通和断开时间，使得输出电压的谐波成份尽可能接近于0。
这样可以提高逆变器的功率质量，减少对负载的干扰。
四、逆变器的应用逆变器在可再生能源系统中的应用越来越广泛。
例如，太阳能光伏发电系统中的逆变器可以将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，供给家庭和工业用电。
pwm脉宽调制原理
pwm脉宽调制原理
PWM脉宽调制原理
PWM，即脉宽调制（Pulse Width Modulation），是一种通过控制信号的脉冲宽度来实现模拟信号的技术。
在电子领域中，PWM技术被广泛应用于控制系统、变频调速、电源供应等方面。
PWM脉宽调制原理基本上可以概括为通过改变信号的占空比来控制输出信号的电压或功率。
在PWM脉宽调制中，信号的周期是固定的，而脉冲的宽度则根据控制信号的变化而改变。
通过控制脉冲的宽度，可以实现对输出信号的精确控制。
通常情况下，信号的占空比被定义为脉冲的宽度与周期的比值，通常以百分比表示。
PWM脉宽调制技术的原理可以简单地解释为：当信号的占空比增大时，输出信号的电压或功率也会随之增大；反之，当信号的占空比减小时，输出信号的电压或功率也会相应减小。
因此，通过改变信号的占空比，可以实现对输出信号的精确控制。
在实际应用中，PWM脉宽调制技术被广泛应用于电子设备中，如直流电机的调速控制、逆变器的控制、电源供应的调节等。
通过PWM 技术，可以实现对电子设备的精确控制，提高系统的稳定性和效率。
除了在电子设备中的应用外，PWM脉宽调制技术还被广泛应用于照明领域。
通过调节LED灯的PWM信号，可以实现对灯光的亮度和
颜色的精确控制，实现节能和环保的效果。
总的来说，PWM脉宽调制技术是一种非常有效的控制技术，可以广泛应用于电子设备、照明领域等各个领域。
通过控制信号的脉冲宽度，可以实现对输出信号的精确控制，提高系统的稳定性和效率。
PWM技术的不断发展和应用将为电子领域带来更多的创新和发展。
pwm调频原理
pwm调频原理PWM调频原理概述脉宽调制（PWM）是一种常用的调频方法，广泛应用于电子电路和通信系统中。
它通过改变信号的脉冲宽度来调节频率，从而实现信号的传输和控制。
本文将介绍PWM调频原理及其应用。
一、PWM调频原理PWM调频原理是利用脉冲信号的脉宽来调节信号频率的一种调制方法。
在PWM调制中，信号的频率是通过改变脉冲的宽度来实现的。
具体来说，PWM调制是通过控制脉冲的占空比来实现的，即脉冲高电平（ON时间）与总周期时间（ON时间+OFF时间）的比值。
二、PWM调频的应用PWM调频广泛应用于各种电子电路和通信系统中，下面将介绍几个常见的应用。
1. 脉宽调制（PWM）在电机驱动中的应用在电机驱动中，PWM调频被用来控制电机的速度和转向。
通过调节PWM信号的脉宽，可以改变电机驱动的频率和占空比，从而实现对电机的精确控制。
2. 脉宽调制（PWM）在音频信号处理中的应用在音频信号处理中，PWM调频被用来实现音频信号的数字化和压缩。
通过控制PWM信号的脉宽，可以将音频信号转换为数字信号，并根据需要进行采样和压缩，以便在数字系统中进行处理和传输。
3. 脉宽调制（PWM）在光伏逆变器中的应用在光伏逆变器中，PWM调频被用来将直流电能转换为交流电能。
通过控制PWM信号的脉宽，可以实现对直流电源的逆变，并根据需要调节输出交流电的频率和电压，以满足不同的电力需求。
4. 脉宽调制（PWM）在通信系统中的应用在通信系统中，PWM调频被用来实现数字信号的传输和调制。
通过控制PWM信号的脉宽，可以将数字信号转换为脉冲信号，并进行调制和解调，以实现信号的传输和接收。
三、总结PWM调频原理是一种通过改变信号脉冲的宽度来调节频率的调制方法。
它广泛应用于电子电路和通信系统中，包括电机驱动、音频信号处理、光伏逆变器和通信系统等领域。
通过控制PWM信号的脉宽，可以实现对信号的精确调节和控制。
本文简要介绍了PWM 调频原理及其应用，希望对读者有所帮助。
pwm逆变电路原理
pwm逆变电路原理
PWM逆变电路是一种经典的功率电子变换电路，用于将直流
电源转换为可控的交流电源。
其原理基于脉宽调制（Pulse Width Modulation）技术，通过控制开关器件的导通时间与断
开时间的比例，可以实现对输出电压的调节。
PWM逆变电路的核心部分是一个全桥逆变器，由4个可控开
关器件组成。
通常，这些开关器件是MOSFET或IGBT，用于控制电流的通断。
在正半周中，两个对角的开关器件同时导通，使得直流电源的正负极与交流负载的两个端点相连接；而在负半周中，另外两个对角开关器件引导电流，实现相反的连接。
通过频繁切换开关状态，可以在负载中产生高频的脉冲信号。
PWM逆变电路的输出电压由导通时间与断开时间的比例决定。
当导通时间较长时，输出电压会接近正电压；反之，断开时间长，则输出电压近似为负电压。
通过调节导通与断开时间的比例，可以实现对输出电压幅值的控制。
此外，通过改变开关频率，还可以调节输出电压的频率。
为了实现精确的输出电压调节，PWM逆变电路通常配备一个
控制电路。
该控制电路可以监测输出电压，并与参考电压进行比较，以生成适当的控制信号。
控制信号通过适当驱动开关器件的导通与断开，从而实现输出电压的稳定调节。
总之，PWM逆变电路利用脉宽调制技术和全桥逆变器构成，
通过控制开关器件的导通与断开时间，实现对直流电源转换为可控的交流电源，并通过控制电路实现对输出电压的精确调节。
pwm整流原理
pwm整流原理PWM（脉宽调制）整流原理脉宽调制（PWM）是一种常用的电子控制技术，它通过改变电信号的脉冲宽度来实现电能的调节和控制。
PWM整流技术在电力电子领域有着广泛的应用，特别是在直流电源、变频器、逆变器等电力电子设备中。
PWM整流原理是将交流电信号转换为直流电信号的一种方法。
其基本原理是利用开关管（如晶闸管或功率MOS管）控制电流的导通和截止，通过改变开关管的导通时间比例，来控制输出电压和电流的大小。
PWM整流技术的优点之一是能够实现高效的能量转换。
由于开关管在导通状态下具有较低的电压降，因此能够减少能量的损耗。
而且，通过改变开关管的导通时间比例，可以实现对输出电压和电流的精确控制，提高系统的稳定性和精度。
PWM整流技术的另一个优点是能够实现电能的变换和传递。
在PWM整流系统中，输入的交流电经过整流和滤波处理后，被转换为稳定的直流电。
这种直流电可以进一步用于驱动各种电力电子设备，实现电能的变换和传递。
在PWM整流系统中，脉宽调制信号的频率和占空比是两个重要的参数。
频率决定了开关管的开关速度，而占空比则决定了开关管导通和截止的时间比例。
通过合理选择这两个参数，可以实现输出电压和电流的精确控制。
在实际应用中，PWM整流技术通常需要配合控制器或微处理器来实现。
控制器通过对输入信号进行采样和处理，得到脉宽调制信号的频率和占空比，并控制开关管的导通和截止。
这样，就可以实现对输出电压和电流的精确控制。
需要注意的是，PWM整流技术在实际应用中还存在一些问题和挑战。
例如，开关管的导通和截止会产生较大的电压和电流冲击，需要合理设计电路和采取保护措施。
此外，PWM整流系统的稳定性和可靠性也需要进行充分的测试和验证。
PWM整流技术是一种实现电能调节和控制的重要方法。
通过改变开关管的导通和截止时间比例，可以实现对输出电压和电流的精确控制。
同时，PWM整流技术还具有高效能量转换和电能变换传递的优点。
然而，在实际应用中需要充分考虑电路设计和保护措施，以确保系统的稳定性和可靠性。
PWM逆变电路及其控制方法
PWM逆变电路及其控制方法PWM（Pulse Width Modulation）逆变电路是一种通过改变电压或电流波形的占空比来实现电能转换的技术。
它广泛应用于各种电源逆变器、交流电机驱动器、太阳能逆变器、UPS（不间断电源系统）等领域。
本文将介绍PWM逆变电路的基本原理、常见的控制方法以及应用实例。
PWM逆变电路的基本原理是通过将直流电压转换为交流电压，使得输出波形的频率和幅值可以根据需求进行调节。
其核心部件是逆变器，通常由开关元件（如功率开关管）和输出变压器组成。
逆变器通过快速开关开关闭合，产生一系列电压脉冲，然后经过输出变压器将直流电压转换为交流电压。
PWM逆变电路的控制方法有多种，常见的包括：固定频率脉宽调制（Fixed Frequency Pulse Width Modulation，FFPWM）、固定频率电压脉宽调制（Constant Frequency Voltage Pulse Width Modulation，CFVPWM）、固定频率电流脉宽调制（Constant Frequency Current Pulse Width Modulation，CFCPWM）以及多重脉冲脉宽调制（Multiple Pulse Width Modulation，MPWM）等。
固定频率脉宽调制是PWM逆变电路中最简单的控制方法之一，其特点是输出频率和开关频率固定，可以通过调节脉宽来实现输出波形的幅值控制。
固定频率电压脉宽调制在固定频率脉宽调制的基础上增加了电压控制环节，通过反馈控制使输出电压达到设定值。
固定频率电流脉宽调制则在固定频率脉宽调制的基础上增加了电流控制环节，通过反馈控制使输出电流达到设定值。
多重脉冲脉宽调制是在固定频率脉宽调制的基础上引入多个脉冲周期，通过交错控制来改善输出波形的谐波含量。
1.电力电子逆变器：将直流电能转换为交流电能。
通过控制PWM逆变电路的开关元件，可以实现交流电压的频率和幅值的调节，广泛应用于电力系统、电动机驱动器及电力调速系统等。
pwm逆变原理
pwm逆变原理
PWM（Pulse Width Modulation）逆变原理是一种常见的控制技术，广泛应用于电力电子领域。
它通过周期性地改变波形的脉冲宽度来控制电力输出。
PWM逆变的基本原理是将直流电源通过开关器件（如MOSFET或IGBT）进行高频切换，从而产生一个接近正弦波形的交流电压输出。
这种高频切换的脉冲信号可以通过改变脉冲的占空比来调节输出电压和电流的大小。
在PWM逆变电路中，一个重要的元件是PWM控制器。
PWM控制器通过测量输出信号的电压或电流，并与设定值进行比较，然后调整开关器件的工作状态，以使输出保持在设定值附近。
常用的PWM控制策略有基于单脉冲宽度调制（SPWM）和三角波调制（TPWM）。
在SPWM控制策略中，PWM控制器根据输出信号与设定值的差异来调整脉冲宽度，以维持输出电压的稳定性。
具体来说，PWM控制器会比较输出信号与参考信号（通常为一个正弦波形）之间的差异，并通过调整脉冲的宽度来控制开关器件的开关时间，以调节输出电压。
TPWM控制策略则是基于一个三角波形和一个参考信号的比较。
PWM控制器会通过比较三角波形和参考信号的相对位置，来决定开关器件何时进行切换。
通过调整三角波的周期和幅值，可以实现输出电压的调节。
PWM逆变器广泛应用于各种领域，包括交流电机驱动、太阳能发电系统、UPS电源以及电力调制等。
它具有高效率、快速响应、输出电压可调、输出电流可控等优点。
总之，PWM逆变原理通过脉冲宽度的调制来实现电力输出的控制。
它是一种有效的电力电子技术，在现代工业和电子设备中扮演着重要的角色。
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a) uo
io
t1 t2
t b)
图5-1 逆变电路及其波形举例
12.3 单相桥式PWM逆变器
1）逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质的不同
直流侧是电压源
电压型逆变电路——又称为电压源
型逆变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI
图5-5 电压型全桥逆变电路
单相桥式逆变器的电压控制
单脉冲宽度调制 多脉动冲宽度调制 正弦脉宽调制 改进型正弦脉宽调制 相位移控制
5.2.1 单相电压型逆变电路
阻感负载时，还可采用移 相得方式来调节输出电压 －移相调压。
V3的基极信号比V1落后q （0＜ q ＜180 °）。V3、 V4的栅极信号分别比V2、 V1的前移180°－q。输 出电压是正负各为q的脉 冲。 改变q就可调节输出电压。
主要应用
各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等。 交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源 等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。
逆变器的分类
一、按输出电压调节方式分类 （1）PAM方式：通过改变直流电压的 幅值进行输出交流电压大小的调节。 （2）PWM方式：输出电压是一系列脉 冲，调节脉冲宽度就可以改变交流电压 有效值。
12.3 逆变电路的基本工作原理
S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正。 S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负。
直ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电
交流电
12.3 逆变电路的基本工作原理
逆变电路最基本的工作 原理 ——改变两组开关 切换频率，可改变输出 交流电频率。
电阻负载时，负载电流 io 和uo的波形相同，相位也 相同。
直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变器。
电流型逆变电路主要特点
(1) 直流侧串大电感，电流基本无脉动 (2) 交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关。 输出电压波形和相位因负载不同而不同。
(3)直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开 关器件反并联二极管。
5.4 多重逆变电路和多电平逆变电路
电压型逆变电路——输出电压是矩形波，含有较 多谐波。 电流型逆变电路——输出电流是矩形波，含有较 多谐波。
直流侧是电流源
电流型逆变电路——又称为电流源
型逆变电路 Current Source Type Inverter-CSTI
12.2 电压型逆变电路
2）电压型逆变电路的特点
(1)直流侧为电压源或 并联大电容，直流侧电压 基本无脉动。 (2)输出电压为矩形波， 输出电流因负载阻抗不同 而不同。
(3)阻感负载时需提供 无功功率。为了给交流侧 向直流侧反馈的无功能量 提供通道，逆变桥各臂并 联反馈二极管。
图5-7 单相全桥逆变 电路的移相调压方式
u G1 O u G2 O u G3 O u G4 O uo io O a)
t
t
?
t t
io t 1 t2 t3 uo t
b)
输出电压的有效值为
q Uo Ud
输出电压基波的有效值
Uo1
2 2Ud
sin
q
2
电流型逆变电路
12.3 电流型逆变电路
二、按直流电源的性质分类 1、电压源型
2、电流源型
12.3 逆变电路的基本工作原理
以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理
S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅 助电路组成。
uo
S1 Ud io 负载 S3 uo S 4 io t1 t2 t
S2 a)
b)
图5-1 逆变电路及其波形举例
第12章 逆变电路
引言 12.1 概念和分类 12.3 单相桥式PWM逆变器 本章小节
第12章 逆变电路 • 引言
逆变的概念
逆变——与整流相对应，直流电变成交流电。
交流侧接电网，为有源逆变。
交流侧接负载，为无源逆变。
本章讲述无源逆变
逆变与变频
变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。 交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组 成，后一部分就是逆变。