电流滞环跟踪spwm
SPWM逆变原理及控制方法
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2.2 SPWM逆变及其控制方法
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• 双极性调制法（三相）
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2.2 SPWM逆变及其控制方法
• 特定谐波消去法（计算法）
Selected Harmonic Elimination PWM—SHEPWM 这是计算法中一种较有 代表性的方法 输出电压半周期内，器 件通、断各3次（不包括 0和π），共6个开关时 刻可控 为减少谐波并简化控 制，要尽量使波形对称
2.1 SPWM基本原理
• PWM控制的思想源于通信技术，全控型器件的发 展使得实现PWM控制变得十分容易 • PWM技术的应用十分广泛，它使电力电子装置的 性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史 上占有十分重要的地位 • PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应 用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位
an 4 ⎡ α1 U d = sin n ω t d ω t + ∫ ⎢ 0 π ⎣ 2 + =
电流滞环跟踪spwm要点
课程设计(论文)任务书电气与电子工程学院电力牵引与传动专业班一、课程设计(论文)题目:电流滞环跟综PWM(CHBPWM)控制技术的仿真二、课程设计(论文)工作自 2013年6月16日起至2013年6月21日止。
三、课程设计(论文) 地点: 电气学院机房四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的（1）熟练掌握MATLAB语言的基本知识和技能；（2）熟悉matlab下的simulink和simpowersystems工具箱；（3）熟悉构建三相电流跟踪滞环控制系统的仿真模型；（4）培养分析、解决问题的能力；提高学生的科技论文写作能力。
2．课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）要求对主电路和脉冲电路进行封装；（2）仿真参数为：E=100-300V; f=50HZ; 带宽2h; 步长h=0.0001s，其他参数自定；（3）给出调制波原理图、相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电压波形以及频谱图，要求采用subplot作图；（4）选取不同参数进行仿真，比较仿真结果有何变化，给出自己的结论。
2）创新要求：封装使仿真模型更加美观、合理3）课程设计论文编写要求（1）要按照课程设计模板的规格书写课程设计论文（2）论文包括目录、正文、心得体会、参考文献等（3）课程设计论文用B5纸统一打印，装订按学校的统一要求完成4）答辩与评分标准：（1）完成原理分析：20分；（2）完成设计过程：40分；（3）完成调试：20分；（4）回答问题：20分；5）参考文献：（1）刘卫国.MATLAB程序设计与应用（第二版）. 北京：高等教育出版社，2008.（2）刘志刚.电力电子学.北京：清华大学出版社、北京交通大学出版社，2004.（3）李传琦. 电力电子技术计算机仿真实验.电子工业出版社，2006.6）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料2图书馆编程设计与调试1实验室撰写论文2图书馆、实验室学生签名：年月日课程设计(论文)评审意见（1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（）(7) 总评分数\优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；评阅人：职称：年月日摘要滞环比较跟踪控制是一种非线性砰-砰控制方法，在各类闭环跟踪控制系统中广泛应用。
SPWM与SVPWM之比较
SPWM与SVPWM之比较首先，先分别了解SPWM和SVPWM的原理SPWM原理：正弦PWM的信号波为正弦波,就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形,其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的.正弦波波形产生的方法有很多种,但较典型的主要有:对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种.第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小,所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波,显然输出电压高于前者,但对于微处理器来说,增加了数据处理量当载波频率较高时,对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的,它兼顾了前两种方法的优点. SPWM虽然可以得到三相正弦电压,但直流侧的电压利用率较低, 最大是直流侧电压的倍,这是此方法的最大的缺点.SVPWM原理：电压空间矢量PWM(SVPWM)的出发点与SPWM不同,SPWM调制是从三相交流电源出发,其着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源.而SVPWM是将逆变器和电动机看成一个整体,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态,并依据电机磁链和电压的关系,从而实现对电动机恒磁通变压变频调速.若忽略定子电阻压降,当定子绕组施加理想的正弦电压时,由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量,故气隙磁通以恒定的角速度旋转,轨迹为圆形. SVPWM比SPWM的电压利用率高15%,这是两者最大的区别,但两者并不是孤立的调制方式,典型的SVPWM是一种在SPWM的相调制波中加入了零序分量后进行规则采样得到的结果,因此SVPWM有对应SPWM的形式.反之,一些性能优越的SPWM方式也可以找到对应的SVPWM算法,所以两者在谐波的大致方向上是一致的,只不过SPWM易于硬件电路实现,而SVPWM更适合于数字化控制系统.接下来对SPWM和SVPWM进行具体的对比。
按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。
滞环控制
电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术的仿真桂寒 120100068摘要:电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术的仿真所采用的器件简单,利用simulink 工具分析了在电流跟踪控制中采用滞环宽度并讨论了滞环宽度与开关频率与控制精度之间的关系,给出了各波形。
关键词:电流滞环控制 脉宽控制 滞环宽度控制法 1. 前言 2.应用PWM 控制技术的变压变频器一般都就是电压源型的,它可以按需要方便地控制其输出电压,为此前面两小节所述的PWM 控制技术都就是以输出电压近似正弦波为目标的。
但就是,在电流电机中,实际需要保证的应该就是正弦波电流,因为在交流电机绕组中只有通入三相平衡的正弦电流才能使合成的电磁转矩为恒定值,不含脉动分量。
因此,若能对电流实行闭环控制,以保证其正弦波形,显然将比电压开环控制能够获得更好的性能。
2、 电流滞环跟踪控制原理2、1 单相电流滞环控制原理常用的一种电流闭环控制方法就是电流滞环跟踪 PWM(Current Hysteresis Band PWM ——CHBPWM)控制,具有电流滞环跟踪 PWM 控制的 PWM 变压变频器的A 相控制原理如1图所示。
图1 电流滞环跟踪控制的A 相原理图图中,电流控制器就是带滞环的比较器,环宽为2h 。
将给定电流 *a i 与输出电流 a i 进行比较,电流偏差 ∆ a i 超过时 ±h ,经滞环控制器HBC 控制逆变器 A 相上(或下)桥臂的功率器件动作。
B 、C 二相的原理图均与此相同。
采用电流滞环跟踪控制时,变压变频器的电流波形与PWM 电压波形示于图6-23。
⏹ 如果, a i < *a i , 且*a i - a i ≥ h ,滞环控制器 HBC 输出正电平,驱动上桥臂功率开关器件V1导通,变压变频器输出正电压,使a i 增大。
当增长到与*a i 相等时,虽然滞环比较器的输入信号的符号发生了变化,但HBC 仍保持正电平输出,保持导通,使a i 继续增大 ⏹直到达到a i = *a i + h , a i = –h ,使滞环翻转,HBC 输出负电平,关断V1 ,并经过延时后驱动V4,直到电流的负半周V4才能导通。
SPWM电流跟踪并网逆变控制技术研究
SPWM电流跟踪并网逆变控制技术研究高嵩;王辉;何宁;陈超波【摘要】针对传统的正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)电流跟踪并网逆变控制方法的电流响应较慢,跟随误差较大,易受电网电压影响的问题,提出了一种改进的SPWM电流瞬时值跟踪控制方法.介绍了单相并网逆变主电路拓扑结构,对改进型SPWM电流控制方式进行了描述和分析,建立了并网电流闭环控制系统的数学模型.系统中运用了闭环控制模式,加入了电压前馈补偿环节,通过控制逆变系统的输出电流以跟踪市电的变化,与电网电压同频、同相.仿真结果表明,改进后的方法输出电流波形谐波畸变含量为0.26%,加入PI控制环节的调整时间为0.2 s.%The traditional SPWM inverter control method of the current tracking interconnection has the disadvantages of lower current, bigger follow error and liability to being affected by network voltage.An improved SPWM current instantaneous tracking control method is proposed.The single-phase grid inverter circuit topology is introduced first.Then the modified SPWM current control modes are described and analyzed, and the mathematical model of the grid current closed-loop control system is established.Finally, the improved SPWM current control mode was simulated.Simulation results show that the content of harmonic distortion is significantly reduced while the real-time performance is greatly improved.【期刊名称】《西安工业大学学报》【年(卷),期】2011(031)001【总页数】5页(P74-77,83)【关键词】并网逆变器;电流跟踪控制;SPWM;谐波畸变【作者】高嵩;王辉;何宁;陈超波【作者单位】西安工业大学,电子信息工程学院,西安,710032;西安工业大学,电子信息工程学院,西安,710032;西安工业大学,电子信息工程学院,西安,710032;西安工业大学,电子信息工程学院,西安,710032【正文语种】中文【中图分类】TM92目前国外光伏并网逆变器产品的研发主要集中在最大功率跟踪和逆变环节集成的单极能量变换上[1],功率主要为几百瓦到五千瓦的范围,控制电路主要采用数字控制,注重系统的安全性、可靠性和扩展性,且具有各种完善的保护电路.光伏发电并网系统在我国还没有真正投入商业化运行,目前所建光伏并网系统均为示范工程.逆变器的数字化控制己经研究了多年,实时数字控制中采用软件算法来实现反馈控制.采用数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)不仅可以比较方便地实现控制目的,而且大大简化了控制电路的设计,提高了可靠性.随着太阳能的利用越来越受到人们的广泛重视,并网逆变技术的研究尤为重要.光伏发电并网控制的关键和难点在于如何防止系统干扰、保持并网电流和电网电压同步等问题.在光伏并网系统的控制策略方面,现有控制方法有滞环控制、双环控制、无差拍控制、重复控制和模糊控制等.滞环电流控制技术没有传统的电流调节器,功率器件的开关频率不固定,增加了系统参数设计的难度[2];双环控制具有固定的开关频率,易于系统的设计,但在开关频率不够高的情况下,电流动态响应相对较慢,并且电流动态偏差随着电流变化率的变化做出相应的变化[3];无差拍控制系统的鲁棒性不强,负载变化、非线性负载或者温度、运行条件等原因出现参数波动时,易造成系统的不稳定或输出性能恶化[4];重复控制虽然可以保证输出波形质量,但它的缺点是动态响应慢[5];模糊控制可以实现比常规控制方法更好的动态特性,但控制的精确性仍有待提高[6].由于常用的控制方法存在电流响应较慢、易受电网电压影响等因素,文中对电流跟踪方法进行研究改进,提高实时性和减少谐波畸变.1 单相并网逆变主电路拓扑结构单相并网逆变器的主电路拓朴结构是一个H桥,其结构如图1所示.通过四个功率器件(IGBT)的换相,可将直流能量转换成适合于并网的交流能量,由于电网反映电压源的特性,因此并网的能量应以电流源的形式出现.通过交流侧电感的滤波作用,逆变桥输出的SPWM电压波形转换成适合于馈入电网的正弦波电流波形.变压器起到将并网逆变系统与电网隔离的作用,可以保护逆变环节的电路.图1 并网逆变器主电路结构Fig.1 Main circuit structure of grid-connected inverter2 并网逆变器的控制模式并网逆变器的输出控制有电压控制方式和电流控制方式两种[6].以电流源为输入的逆变器,直流侧需要串联一个大电感来提供较稳定的直流输入,但这一大电感往往会导致系统动态响应差,因此当前世界范围内大部分的并网逆变器均采用电压源输入为主的方式.如果逆变器的输出采用电流控制,则实际上就是一个电流源与电压源并联运行的系统,这种情况下只需控制逆变器的输出电流跟踪电网电压的相位和频率,保持正弦输出,保证较高的并网功率因数,即可达到逆变器并网运行的目的,由于这种控制方法相对简单,因此使用比较广泛.文中所采用的并网逆变控制方式就是采用电压源输入、电流源输出的控制方式[7-8].2.1 并网逆变电流跟踪方法传统的SPWM电流跟踪控制方法将参考电流(直流采样经过最大功率处理后的电流)与并网电流的实时值进行比较,两者的偏差经PI调节后再与三角波比较,以输出PWM信号.此方法跟随误差较大;模拟电路较多;电流响应相对于瞬时值比较方式较慢.从图2可以清楚地看到,并网电流i c、电网电压U NET与逆变器交流侧电压U A三者之间的相量与相位关系[9].只要在实际控制中满足这种相位关系,就可以成功实现输出电流与电网电压同频及同相.图2 逆变器输出矢量三角形Fig.2 Inverter output vector triangle改进的SPWM电流跟踪方式全部是由数字信号处理器(DSP)控制,其工作原理是直接采样电网电压、实际并网电流和电网前馈电压,将这些采样值作为控制基准一起送给DSP,由DSP计算并输出PWM信号,分别驱动逆变桥的四只IGBT工作,逆变器输出的并网电流将会较好地跟踪参考电流,并始终与电网电压保持同频、同相,从而实现可再生能源以高功率因数回馈电网.改进型SPWM电流跟踪方式示意图如图3所示.i r是参考电流给定信号,i c是实际并网电流.这种控制方式采用两个闭环模式进行调节.图3 改进的SPWM电流跟踪方式示意图Fig.3 Diagram of imp roved SPWMcurrent track数字PI调节其物理意义就相当于在电感上产生的电压,PI调节值与电网前馈电压值U NET之和,其物理意义就相当于逆变器输出脉冲电压U A,构成了一个矢量三角形,与逆变器的输出向量关系图2相符.2.2 并网电流闭环控制系统数学模型电流跟踪闭环控制系统,要求快速跟随参考电流的瞬态变化.我们采用基于DSP的改进型SPWM电流跟踪方式.其控制过程是与电网同频同相位的参考电流给定值与实际的并网电流瞬时值反馈值进行比较,差值通过PI调节器处理后与引入的电网电压前馈补偿环节处理结果相综合,直接输出正弦波脉宽调制信号,经驱动电路放大,驱动功率开关器件工作,再由滤波环节产生与电网同频同相位的正弦波电流.由于采用了并网电流的闭环控制,使系统电流的动、静态性能都得到了提高,同时也使电网侧电流控制对系统参数不敏感,增强了控制系统的鲁棒性.我们在并网电流闭环控制系统中,加入电网电压前馈补偿,以抵消电网电压对并网电流的影响.具有前馈补偿的闭环控制框图如图4所示,其中G1(s)是PI调节环节,G2(s)是逆变环节,G3(s)是滤波环节,G4(s)是电网电压前馈补偿环节.图4 带有前馈补偿的闭环控制图Fig.4 Control chart of closed-loop with feed-forward com pensation单极性SPWM控制下的逆变环节可视为等效的线性比例环节[9].逆变器的传递函数为K PWM为比例常数,即逆变器的增益.由LC滤波电路可知,滤波器的传递函数可表示为式中:L为逆变器滤波电感;C为滤波电容.PI控制器的传递函数为并网系统加入PI调节后的开环传递函数为在并网系统中,电网电压可视为扰动信号,如不考虑采用电网电压的前馈补偿,则电网电压对并网电流的影响可以表示为若考虑用电网电压的前馈控制,则电网电压对并网电流i c的影响可以用下式表示:为了对电网扰动的误差全面补偿,在式(6)中,若令G4(s)=1/G2(s),则有 I(s)=0.通过电网电压的前馈控制,经前馈环节的特定设置,可以使得电网电压对输出电流的影响为零,从而在理论上达到了全补偿的要求.简单的说就是在系统中加入电压前馈补偿可以减少电网电压对并网电流的影响.在闭环控制系统中加入电压前馈补偿控制能有效地抑制电网电压对并网电流的影响,保证了逆变器输出正弦波并网电流的质量.3 单相并网逆变系统仿真3.1 PI算法仿真及分析通过Matlab分别针对加入PI控制环节和不加入PI控制环节用进行了仿真[10-11],上升时间取1 s.图5为不加PI控制环节的阶跃响应仿真图形,图6为加PI控制环节的阶跃响应仿真图形.由图5、图6分析,不加PI控制环节调整时间为1 s,而加入PI控制环节的调整时间为0.2 s.由此可见,PI控制环节的加入,减小了系统的调整时间、加快了系统响应速度,可靠性得到了提高.图5 不加PI控制环节的阶跃响应Fig.5 Step response without PI control图6 加入PI控制环节的阶跃响应Fig.6 Step response with PI control3.2 系统整体仿真条件及结果分析运用Matlab中的Simulink工具箱对系统进行仿真,在仿真模块中加入了 Total Harmonic Distorsion模块,如图7用于测量并网电流波形总谐波畸变含量.图7 谐波畸变测量模块Fig.7 Measurementmodule of harmonic distortion 单相光伏并网逆变系统仿真条件为,直流电压输入为200 V时,对20 A的参考电流进行仿真.按照我国电网频率50 H z进行的参数设置,图8中截取是0.1 s时间段的波形,图8(a)～(d)中的波形依次为SPWM波形、参考电流波形、并网电流波形、电网电压波形.图8 改进型方法的波形Fig.8 W aveform of the im proved method改进型方法的输出电流波形始终跟随参考给定电流的变化,且与电网电压同频、同相,几乎没有误差,但是由图7的谐波畸变测量模块测出传统方法的波形谐波畸变含量为2.21%;而改进型方法的输出电流波形谐波畸变含量为0.26%.由此可见,谐波畸变含量显著减小,改进型方法的电流波形有了较大的改善,加入了电压前馈补偿,可以抑制谐波畸变,电压前馈补偿得到有效的验证.4 结论1)通过对SPWM电流跟踪控制方式的改进,使输出的电流始终跟随参考电流的变化,且与电网电压同频率同相位,符合并网要求.2)由于采用了并网电流的闭环控制模式,加入了电压前馈补偿环节,有效的补偿了电网电压对并网电流的扰动,使系统电流的动态性能得到了提高,谐波畸变率显著减小.3)通过采用PI控制环节,减小了系统的调整时间、加快了系统响应速度,使系统实时性得到较大提高.参考文献:【相关文献】[1] K jaer S B,Pedersen J K,Blaab jerg F.A Review of Single-phase Grid-connected Inverters for Photovoltaic Modu les[J].IEEE Transactions on Industry App lications,2005,41(5):1292.[2] 雷元超,陈春根.滞环比较PWM跟踪控制分析[J].水电能源科学,2004(3):83.LEI Yuan-chao,CHEN Chun-gen.Hysteresis PWMTracking Control of Power[J].Hydropow er Energy and Science,2004(3):83.(in Chinese)[3] Buso S,Faso lo S,MattavelliP.Uninterruptible Power Supply Multiloop Control Employing Digital Predictive Vo ltageand Current Regu lators[J].IEEE Transactions on Industry Applications,2001,37(6):1846.[4] Chihchiang H.Two-level Sw itching Pattern Deadbeat DSPControlledPWMInverter[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2001,10(3):310.[5] 熊健,史鹏飞,张凯,等.基于电压微分反馈控制和重复控制的逆变电源控制技术[J].电工电能新技术,2006,25(3):46.XIONG Jian,SH IPeng-fei,ZHANG Kai,et al.Based on Voltage Differential Feedback Control and Repetitive Contro l Inverter Control Technique[J].Power System Technology,2006,25(3):46.(in Chinese)[6] 陈江辉,谢运祥,陈兵.逆变电路的控制技术与策略[J].电气应用,2006,25(9):102.CHEN Jiang-hui,XIE Yun-xiang,CH EN Bing.Inverter Circuit Control Technology and Strategy[J].Electrical App lications,2006,25(9):102.(in Chinese)[7] LI Shao-lin,YANG Ping.Research on a SPWMInverter Power Supp ly System Based on DSP[J].IEEE Computer Society,2008(8):196.[8] Mustapha Raou.Average Current Mode Control of A Vo ltage Source Inverter[J].Journal of Electrical Engineering,2004(3):3.[9] Jung S L,Tzou Y Y.Discrete Sliding-mode Contro l of a PWMInverter for Sinusoidal Output Waveform Synthesis with Op timal Sliding Curve[J].IEEE Transactions on Power Electronics,1999(11):567.(in Chinese)[10] 白继平,许德辉.基于MATLAB下的PID控制仿真[J].中国航海,2004(4):77.BA I Ji-ping,XU De-hui.PID Contro l Simulation Based on the MATLAB[J].China Sailing,2004(4):77.(in Chinese)[11] 薛定宇,陈阳泉.基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2002.XUE Ding-yu,CHEN Yang-quan.System Simulation Technology Based on MATLAB/Simu link and Application[M].Beijing:Tsinghua University Press,2002.(in Chinese)。
交流调速简答 (1)
直流调速系统：控制简单、调速平滑、性能良好。
但换向器存在，维护工作量加大，单机容量、最高转速以及使用环境都受到限制交流调速系统：交流调速系统，励磁电流和转矩电流互相耦合，调速困难。
现代交流调速系统由交流电动机、电力电子功率变换器、控制器及电量检测器组成，称为变频器。
课后习题1.交流调速的主要应用领域：1.冶金机械2.电气牵引3.数控机床4.矿井提升机械5.起重、装卸机械6.原子能及化工设备7.建筑电气设备8.纺织、食品机械2.异步电动机的优点：结构简单，运行可靠，便于维护，价格低廉。
3.异步电动的调速方法：改变电源频率、改变极对数以及改变转差率。
4.变频调速的基本要求：1.保持磁通为额定值 2.保持电压为额定值5.交－直－交变频器与交－交变频器的主要特点比较：比较项目类型交－直－交变频器交－交变频器换能方式两次换能，效率略低一次换能，效率高晶闸管换向方式强迫换向或负载换向电网换向所用器件数量较少较多调频范围频率调节范围宽一般情况下，输出最高频率为电网频率的1/3～1/2电网功率因素采用晶闸管可控整流调压，低频低压时功率因数较低，采用斩波器或PWM方式调压，功率因数高较低适用场所可用于各种电力拖动装置，稳频稳压电源和不间断电源适用于低速大功率拖动6.同步电动机变频调速方法：他控式变频调速、自控式变频调速。
不同：他控式变频调速采用独立的变频器（即输出频率由外部振荡器控制）作为同步电机的变压变频电源。
自控式变频器调速由电动机轴上所带的转子位置检测器发出信号来控制逆变器的触发换相，即采用输出频率由转子位置来控制的变压变频电源为同步电机供电。
这样就从内部结构和原理上保证了频率与转速必然同步，构成“自控式”。
7.各种变频调速的基本原理：按结构分为交－直－交变频器与交－交变频器；按电源性质分电压型变频器：变频器主电路中的中间直流环节采用大电容滤波，使直流电压波形比较平直，对于负载来说，是一个内阻抗为零的恒压源，这类变频调速装置叫做电压源变频器。
电力拖动自动控制系统（名词解释）
电力拖动自动控制系统（名词解释）一、名词解释：1.G-M系统（旋转变流机组）：由交流电动机拖动直流发电机G实现变流，由G给需要调速的直流电动机M供电，调节G的励磁If即改变其输出电压U，从而调节电动机的转速n，这样的调速系统简称G-M系统，国际上统称Ward-Leonard系统。
2.V-M 系统（晶闸管-电动机调速系统）：通过调解器触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压Ud，从而实现评平滑调速，这样的系统叫V-M系统。
3. （SPWM）：按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波雨期望波的争先等效，这种调制方法称作正弦波脉宽调制（SPWM）。
4.（旋转编码器的测速方法）M法测速——在一定时间Tc内测取旋转编码器输出的脉冲个数M1,用以计算这段时间内的平均转速，称作M法测速。
T法测速——在编码器两个相邻输出脉冲间隔时间内，，用一个计数器对已知频率为f0的高频时钟脉冲进行计数，并由此来计算转速，称作T法测速。
M/T法测速——既检测Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测用一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速，称作M/T法测速。
5.无刷电动机：磁极仍为永磁材料，但输出方波电流，气隙磁场呈梯形波分布，这样就更接近于直流电动机，但没有电刷，故称无刷电动机（梯形波永磁同步电动机）。
6.DTC（直接转矩控制系统）：它是利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，是既矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。
7.恒Eg/f1=C控制：对于三相异步电动机，要保持气隙磁通不变，当频率从额定值向下调节时，必须同时降低气隙磁通在在定子每相中感应电动势的有效值Eg，使Eg/f1=恒定值，像这样的控制方法叫恒Eg/f1=C控制。
（譬如，对于异步电动机，如果在电压-频率协调控制中，恰当地提高电压Us的数值，使它在克服钉子阻抗压降以后，能维持Eg/f1为恒值，这种控制方法叫Eg/f1=C控制。
电流滞环控制SPWM逆变器
减水剂、引气剂及引气减水剂等外加 剂均能提高混凝土的抗冻性。引气剂能增 加混凝土的含气量， 而减水剂则能降低混 凝土的水灰比， 从而减少孔隙率， 最终都能 提高混凝土的抗冻性。
常用的热养护方法有电热法、蒸汽养 护法及热拌混凝土蓄热养护法。目前我国 常使用的还是蒸汽养护法， 但耗汽量很大。 早强剂、防冻剂目前仍以氯盐、亚硝酸盐 为主。三乙醇胺复合早强剂使用也较普 遍。近几年我国开始研制和应用无氯盐早 强减水剂和防冻剂。中国建筑科学研究院 混凝土研究所研制成功的 Ｓ Ｊ 型早强减水剂 和防冻剂均不含氯盐和铬盐， 对钢筋无锈 蚀作用， 在负温条件下使混凝土具有较强 的抗冻害能力， 从而能保证冬季正常施工。
为等效露感。
检测实际电流用的电流传感器必须具
备很快通频带的高性能传感器， 霍尔传感
器就能够胜任。调速时， 只需改变电流给
定信号的频率， 无须调节逆变器的电压。
图 ２ 滞环控制原理
图 ３ 单相电流波形
其中粗黑色实线为参考电流，细线为实际输出电流
图 ４ 三相电流波形 图 ５ 线电压波形
图 ６ ＰＷ 电机的启动速度波形
２ 电路实现 模块中的 Ｒｅｌａｙ 由比较器 １／４ＬＭ３３９ ＆
Ｄ 触发器来构成， 根据输入信号的变化， 在逻 辑 １ 和 ０ 之间跳变。当实际电流低于参 ｋａｏ 电 流，且差值大于 Ｒｅｌａｙ 的滞环宽度时，对应相 正向导通（Ｒｅｌａｙ 输出 １），负向关断（Ｌｏｇｉｃａｌ ｏｐｅｒａｔｏｒ 输出０）；当实际电流高于参考电流， 且差值大于滞环宽度时， 对应相负向导通， 正 向关断。减小滞环宽度，可以减少输出相电流 纹波， 但受功率管开关频率的限制， 滞环宽度 不能取得太小此外， 滞环宽度取值太小， 系统 采样周期也要减小，这将不利于系统的实时运 行。
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（一）、环宽 2h=6 时的仿真波形及频谱分析............................11
1、仿真波形..................................................................................... 11 2.频谱分析 ........................................................................................ 12
2．课程设计的任务及要求
1）基本要求：
（1）要求对主电路和脉冲电路进行封装；
（2）仿真参数为：E=100-300V; f=50HZ; 带宽 2h; 步长 h=0.0001s，其他
参数自定；
（3）给出调制波原理图、相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电
压波形以及频谱图，要求采用 subplot 作图；
电流跟踪型逆变器输出电流跟随给定的电流波形变化，这也是 一种 PWM 控制方式。电流跟踪一般都采用滞环控制，即当逆变 器输出电流与给定电流的偏差超过一定值时，改变逆变器的开关 状态，使逆变器输出电流增加或减小，将输出电流与给定电流的 偏差控制在一定范围内。 关键词：电流滞环控制 脉宽控制 滞环宽度控制法
但此时未必能够导通，由於电机绕组的电感作用，电流不会 反向，而是通过二极管续流，使受到反向钳位而不能导通。此后，
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逐渐减小，直到时，，到达滞环偏差的下限值，使 HBC 再翻 转，又重复使导通。这样，与交替工作，使输出电流给定值之间 的偏差保持在范围内，在正弦波上下作锯齿状变化。从图 2 中可 以看到，输出电流是十分接近正弦波的。
三、参数的设置及作图程序设计 ..................................................6
3.1 课设要求及选用模块....................................................................6
3.2 模块参数设置 ...........................................................................7
2.1 主电路图： ......................................................................................4 2.2 触发电路 ..........................................................................................4 2.3 完整电路及封装图 ........................................................................5
评阅人：
职称：
年月日
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摘要
滞环比较跟踪控制是一种非线性砰-砰控制方法，在各类闭环跟 踪控制系统中广泛应用。PWM 变换器的跟踪控制方法是 PWM 变 换器的主要控制方法之一，其中滞环比较方法因其结构简单，响 应速度快，参数鲁棒性好等优点，应用最为广泛然而，滞环控制 的开关频率一般具有很大的不定性，高低频率悬殊，其开关频率 范围往往是人们在进行滞环控制系统设计师比较关心的重要方 面，只有明确开关频率的计算方法，才便于进行开关器件、滤波 参数及滞环控制参数的选择。本文首先介绍了该方法的原理和基 本波形；然后分析了其电路参数和系统特性的关系，指出了其主 要优点和存在的问题；最后给出了仿真和实验波形。
图 4 三相电流跟踪型 PWM 逆变电路输出波形
因此，输出相电压波形呈 PWM 状，但与两侧窄中间宽的 SPWM 波相反，两侧增宽而中间变窄，这说明为了使电流波形跟 踪正弦波，应该调整一下电压波形。
电流跟踪控制的精度与滞环的环宽有关，同时还受到功率开 关器件允许开关频率的制约。当环宽选得较大时，可降低开关频 率，但电流波形失真较多，谐波分量高；如果环宽太小，电流波 形虽然较好，却使开关频率增大了。这是一对矛盾的因素，实用 中，应在充分利用器件开关频率的前提下，正确地选择尽可能小 的环宽。
3.2.1 Sine Wave 参数设置..................................................................7 3.2.2 直流电压源参数设定................................................................7 3.2.3 RLC 支路参数设定 ...................................................................8 3.2.4 Delay 参数设定 .........................................................................8
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课程设计(论文)任务书
电气与电子工程 学 院 电力牵引与传动 专 业
班 一、
课程设计(论文)题目:电流滞环跟综 PWM(CHBPWM)控制技术的仿真
二、课程设计(论文)工作自 2013 年 6 月 16 日起至 2013 年 6 月 21 日止。
三、课程设计(论文) 地点:
电气学院机房
图 2 电流滞环跟踪控制时的电流波形
图 2 给出了在给定正弦波电流半个周期内的输出电流波形和 相应的相电压波形。可以看出，在半个周期内围绕正弦波作脉动 变化，不论在的上升段还是下降段，它都是指数曲线中的一小部 分，其变化率与电路参数和电机的反电动势有关。
图 3 三相电流跟踪型 PWM 逆变电路
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3.3 作图程序设计 .................................................................................9
3.3.1 六个触发脉冲的波形输出程序设计 .......................................9 3.3.2 相电压及线电压波形输出程序................................................9 3.3.3 电流波形输出程序..................................................................10
（3）李传琦. 电力电子技术计算机仿真实验.电子工业出版社，2006.
6）课程设计进度安排
内容
天数
地点
构思及收集资料
2
图书馆
编程设计与调试
1
实验室
撰写论文
2
图书馆、实验室
学生签名：
年月日
课程设计(论文)评审意见
（1）完成原理分析（20 分）：优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、 差（ ）； （2）设计分析 （20 分）：优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差 （ ）； （3）完成调试 （20 分）：优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差 （ ）； （4）翻译能力 （20 分）：优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差 （ ）； （5）回答问题 （20 分）：优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差 （ ）； （6）格式规范性及考勤是否降等级： 是（ ）、否（ ） (7) 总评分数 \ 优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（1）完成原理分析：20 分；
（2）完成设计过程：40 分；
（3）完成调试：20 分；
（4）回答问题：20 分；
5）参考文献：
（1）刘卫国.MATLAB 程序设计与应用（第二版）. 北京：高等教育出版社，
2008.
（2）刘志刚.电力电子学.北京：清华大学出版社、北京交通大学出版社， 2004.
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一、电流滞环跟踪控制原理
常 用 的 一 种 电 流 闭 环 控 制 方 法 是 电 流 滞 环 跟 踪 PWM （Current Hysteresis Band PWM ——CHBPWM）控制，具有电流 滞环跟踪 PWM 控制的 PWM 变压变频器的 A 相控制原理如 1 图所示。
如果， ia < i*a ， 且 i*a - ia ≥ h，滞环控制器 HBC 输出 正电平，驱动上桥臂功率开关器件 V1 导通，变压变频器输出正 电压，使增大。当增长到与相等时，虽然，但 HBC 仍保持正电 平输出，保持导通，使继续增大
直到达到 ia = i*a + h ， ia = –h ，使滞环翻转，HBC 输 出负电平，关断 V1 ，并经延时后驱动 V4
（二）、环宽 2h=26 时的仿真波形及频谱分析 ..........................14
1、仿真波形 ..................................................................................... 14 2、频谱分析 ..................................................................................... 15
四、课程设计(论文)内容要求：
1．本课程设计的目的
（1）熟练掌握 MATLAB 语言的基本知识和技能；
（2）熟悉 matlab 下的 simulink 和 simpowersystems 工具箱；