【2017年整理】电力电子技术.doc

1、解：PWM 控制的基本原理：PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要形（含形状和幅值） 在采样控制理论中有一条重要的结论：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，冲量即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上述原理称为面积等效原理以正弦 PWM 控制为例把正弦半波分成 N 等份，就可把其看成是 N 个彼此相连的脉冲列所组成的波形这些脉冲宽度相等，都等于 π/N，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就得到PWM 波形各 PWM 脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到 PWM 波形可见，所得到的 PWM 波形和期望得到的正弦波等效2、解：①异步调制是载波信号和调制信号不保持同步的调制方式异步调制方式的特点：在异步调制方式中，通常保持载波频率 固𝑓𝑐定不变，因而当信号波频率 变化时，载波比 N 是变化的。

异步调𝑓𝑟制的主要特点是：在信号波的半个周期内，PWM 波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后 1/4周期的脉冲也不对称这样，当信号波频率较低时，载波比 N 较大，一周期内的脉冲数较多，正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4 周期脉冲不对称产生的不利影响都较小，PWM 波形接近正弦波而当信号波频率增高时，载波比 N 减小，一周期内的脉冲数减少，PWM 脉冲不对称的影响就变大，有时信号波的微小变化还会产生 PWM脉冲的跳动这就使得输出 PWM 波和正弦波的差异变大对于三相PWM 型逆变电路来说，三相输出的对称性也变差②同步调制是指载波比 N 等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式同步调制的主要特点是：在同步调制方式中，信号波频率变化时载波比 N 不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的载波频率 也很低 过低时由调制带来的谐波不易滤除𝑓𝑐 𝑓𝑐当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声当逆变电路输出频率很高时，同步调制时的载波频率 会过高，使开关器件难以𝑓𝑐承受此外，同步调制方式比异步调制方式复杂一些。

③分段同步调制是把逆变电路的输出频率划分为若干段，每个频段的载波比一定，不同频段采用不同的载波比其优点主要是，在高频段采用较低的载波比，使载波频率不致过高，可限制在功率器件允许的范围内而在低频段采用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响3、解：根据电路中主要的开关元件开通及关断时的电压电流状态，可将软开关电路分为零电压电路和零电流电路两大类；根据软开关技术发展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关 PWM 电路和零转换 PWM 电路①准谐振电路：准谐振电路中电压或电流的波形为正弦波，电路结构比较简单，但谐振电压或谐振电流很大，对器件要求高，只能采用脉冲频率调制控制方式零电压开关准谐振电路的基本开关单元零电流开关准谐振电路的基本开关单元②零开关PWM电路：这类电路中引入辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后，此电路的电压和电流基本上是方波，开关承受的电压明显降低，电路可以采用开关频率固定的PWM 控制方式零电压开关 PWM 电路的基本开关单元零电流开关 PWM 电路的基本开关单元③零转换PWM电路：这类软开关电路还是采用辅助开关控制谐振的开始时刻，所不同的是，谐振电路是与主开关并联的，输入电压和负载电流对电路的谐振过程的影响很小，电路在很宽的输入电压范围内并从零负载到满负载都能工作在软开关状态，无功率的交换被消减到最小。

零电压转换 PWM 电路的基本开关单元零电流转换 PWM 电路的基本开关单元。