PWM控制器的控制方法[1](3)

2001年增刊　　　　　　　　　　　　　　重庆邮电学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　CUPT

踪误差减小,但开关的动作频率过高,开关损耗增大,甚至会超过可关断器件的允许工作频率范围,导致电路无法正常工作

。

不需要误差综合,它能在一个周期内自动消除稳态、瞬态误差,前一周期的误差不会带到下一周期。此外,单周控制还能优化系统响应、减小畸变和抑制电源干扰,其控制原理如图6所示。图6中,K可以是任何物理开关,也可是其它可转化为开关变量形式的抽象信号。由图6可见,单周控制器由控制器、比较器、积分器及时钟组成,其中控制器可以是RS触

图5　电流滞环跟踪

3　空间电压矢量法

空间电压矢量法(SVPWM)也叫磁通正弦

[3]

PWM法。它以三相对称正弦波电压供电时交流

电动机的理想磁通圆为基准,用逆变器不同的开关,比较结果决定逆变器的开关,体,(正弦磁通)。

空间电压矢量法定义合成电压矢量为:

V=Ua+Ub a+Uc a

2

fs=1 Ts的频率下按开关(t)工作。每个周期开关开通时间为Ton,关断时间为Toff,其中Ton+Toff=Ts,如图7所示。频率为

50Hz正弦波的输入信号x(t)经开关形成开关变量

y(t),开关变量y(t)的频率和脉宽与开关函数k(t)

(2)

这里的单相同,y(t)的包络线与输入信号x(t)相同。周控制法工作在频率恒定的情况下,通过模拟控制参考电压uref(t)调节占空比。若开关的占空比通过调制使开关变量的积分在每个周期内与控制参考电压相等或成比例,比例系数为k。开关频率恒定,开关变量的平均值将与控制参考电压相等或成比例:

y(t)=

其中,a=e

j2Π 3

。通过控制磁通或电压矢量导通时间,

用尽可能多的多边形磁通去逼近正弦磁通。具体方法又分为磁通开环式和磁通闭环式。磁通开环法用两个非零矢量和一个零矢量合成一个等效的电压矢量,若采样时间足够小,可合成任意电压矢量。此法输出电压正弦波调制时提高15 ,谐波电流有效值之和接近最小。磁通闭环式引入磁通反馈,控制磁通的大小和变化的速度。在比较估算磁通和给定磁通后,根据误差决定产生下一个电压矢量,形成PWM波形。这种方法克服了磁通开环法的不足,解决了电机低速时,定子电阻影响大的问题,

减小了电机的脉动和噪音。

Ts

x(t)dt=

Ton

Kuref(t)(3)

其中,K=1 kTs为常数。根据这种方式控制开关的技术称为单周控制技术。图6给出了单周控制的典型电路。

当固定频率时钟脉冲到来时,积分器开始工作。积分值为:

uint=k

∫x(t)dt

Ton

(4)

它紧跟控制参考电压uref变化。当uint达到uref(t)时,

4　单周控制法

单周控制法作为一种新型非线性控制技术提出,它可应用于PWM控制、软开关等。这种方法的基本思想是在每个周期内强迫开关变量的平均值与控制参考量相等或成比例。单周控制在控制回路中 112

控制器切断开关,置积分器为零,等下一个触发脉冲到来时,又开始下一周期的工作。经单周控制,开关的输出信号为:

y(t)=Kuref(t)

(5)

这样单周控制技术就将非线性开关变为线性路径了。