2022年第章PWM控制技术 2.pdf
第 7 章 PWM 控制技术1.关于 PWM 控制技术以下叙述中正确的是：A.所谓 PWM 控制技术，是指(Pulse Width Modulation) 对脉冲的宽度进行调控的技术。B.斩控式交流调压电路中斩控后得到的PWM 脉冲的幅值是按正弦波规律变化的，而各脉冲的宽度是相等的， 脉冲的占空比根据所需要的输出输入电压比来调节。C. PWM 波形四分之一周期对称； D.DC-DC变换电路中斩控脉冲是等幅、等宽的脉冲。E.半个周期内，载波只在单个极性范围变化的控制方式称为单极性PWM 控制方式； 如果半个周期内载波出现了正负两种极性，则是双极性PWM 控制方式。2.关于采样控制理论中的所谓“面积等效原理”，以下叙述中正确的是：A.冲量相等形状不同的窄脉冲作用在具有惯性的环节上时，其作用效果基本相同；B.原理中所谓“冲量” ，是指电学量与所经历时间之积；C.原理中所述之“脉冲”，仅指窄脉冲；D.原理中的“具有惯性的环节”是指被作用的电路中必须存在储能元件，也就是L、C 元件；E.原理中所述之“作用效果基本相同”，是指电路的响应基本一致。3.上图是单相全桥逆变电路，半个周期内开关次数为8，请参考此图。 关于特定谐波消去法，以下叙述中正确的是：A.PWM 波形满足四分之一对称条件，是为了使输出波形展开成傅里叶级数时，表达式中只含有正弦项， 也就是奇次项； B.半个周期内， 开关开通和关断2K 次，则存在 2K 个控制角。四分之一周期内，共有K 个控制角 ,这些控制角共同决定了各次谐波的幅值na。或者说，每个na都是各个控制角的函数； C.上述控制角匀以电压零点为计算起点；D.对于 PWM 波形的四分之一对称波形，共有K 个开关时刻可以控制。我们可以控制角为变量，列出K个关于谐波的幅值na方程，因而可以消去其中的K-1 个na。当然，我们总是希望留下基波1a。4.如图所示为单相全桥逆变电路PWM 控制及输出波形。请按开关次数为8，导出能够消除输出电压中3 次、 5 次谐波，并使输出基波电压峰值达到直流母线电压1/2 的预置开关角的方程。答：因为“输出电压是一个半波对称的奇函数”，所以输出电压1sinnnotnBu)a)b1234201u0u2 TdUcmUt/radCuguootgmU名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图 单相全桥逆变电路，按开关次数为7 时其中nB是各次谐波幅值：lnflBlnsin)(20式中l是函数)(f的展开周期。于是参考附突，可以将nB表达如下：)2coscos2cos2cos2cos21(4coscoscoscoscos4)sin.sinsin(2243212020443322114211nnnnnnUtntntntntnnUttdnttdntdtnUBdddn考虑到输出电压是一个半波对称的奇函数，没有偶次谐波，故n 取奇数，02cos n，因而：)cos2cos2cos2cos21(44321nnnnnUBdn又因我们取fm=7，波形中不含有4，所以：)cos2cos2cos21(4321nnnnUBdn依据输出电压基波峰值达到dU的 1/2，有：2)cos2cos2cos21(43211ddUUB因为消去3、5 次谐波，故它们的幅值为零：)a)b)c1234201u0u2TdUcmUt/radCuguoootoCCt名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 0)5cos25cos25cos21(40)3cos23cos23cos21(432153213ddUBUB到此为止，我们得到三个方程，里面有三个未知量，解之即得答案。5.关于异步调制、同步调制和分段同步调制，以下叙述中正确的是：A.在 PWM 控制电路中，载波频率Cf与调制信号频率rf 之比rCffN/称载波比； B.所谓异步调制是指载波信号和调制信号不保持同步的调制方式，载波比是变化的； C.载波比不变，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制；D.把逆变电路的输出频率范围划分成若干个频段，每个频段内都保持载波比恒定，不同频段的载波比不同。这种调制方式叫分段同步调制。6.关于自然采样法和规则采样法，以下叙述中正确的是：A.按照 SPWM 控制的基本原理，在正弦波和三角波的自然交点时刻控制功率开关器件的通断，这种生成SPWM 波形的方法称为自然采样法；B.如图所示，取三角波两个正峰值之间为一个采样周期，以负峰中点对应的调制信号波采样得到D 点。过 D 点作水平线和载波交于 A、 B 两点。在A 点时刻控制开关通，B 点时刻控制开关断。C.taurrsin，式中rMCMUUa，称为调制度。)sin1(2DtCtaT；D. )(21CT. P184（2、 3、4）2.设图 6-3 中半周期的脉冲数是5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。解：将各脉冲的宽度用i（i=1,2,3,4,5）表示，根据面积等效原理可得1=m50m2dsinUttU=502cost=0.09549(rad)=0.3040(ms) otCuotCTDABCuruuAtDt2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 2=m525m2dsinUttU=5252cost=0.2500(rad)=0.7958(ms) 3=m5352m2dsinUttU=53522cost=0.3090(rad)=0.9836(ms) 4=m5453m2dsinUttU=2=0.2500(rad)=0.7958(ms) 5=m54m2dsinUttU=1=0.0955(rad)=0.3040(ms) 3.单极性和双极性PWM 调制有什么区别？三相桥式PWM 型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM 波形各有几种电平？答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的 PWM 波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM 控制方式。三角波载波始终是有正有负为双极性的，所得的 PWM 波形在半个周期中有正、有负，则称之为双极性PWM 控制方式。三相桥式PWM 型逆变电路中， 输出相电压有两种电平：0.5Ud和-0.5Ud。输出线电压有三种电平 Ud、0、- Ud。4.特定谐波消去法的基本原理是什么？设半个信号波周期内有10 个开关时刻（不含0 和时刻）可以控制，可以消去的谐波有几种？答：首先尽量使波形具有对称性，为消去偶次谐波，应使波形正负两个半周期对称，为消去谐波中的余弦项，使波形在正半周期前后1/4 周期以/2 为轴线对称。考虑到上述对称性，半周期内有5 个开关时刻可以控制。利用其中的1 个自由度控制基波的大小，剩余的4 个自由度可用于消除4 种频率的谐波。P184（7、 8）7.单相和三相SPWM 波形中，所含主要谐波频率为多少？答：单相SPWM 波形中所含的谐波频率为：rckn式中， n=1,3,5, 时，k=0,2,4, ； n=2,4,6, 时， k=1,3,5,在上述谐波中，幅值最高影响最大的是角频率为c的谐波分量。三相 SPWM 波形中所含的谐波频率为：rckn式中，n=1,3,5, 时，k=3(2m- 1)1，m=1,2, ；n=2,4,6, 时，,2,116, 1 ,016mmmmk名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 在上述谐波中，幅值较高的是c2r和 2cr。8.如何提高PWM 逆变电路的直流电压利用率？答：采用梯形波控制方式，即用梯形波作为调制信号，可以有效地提高直流电压的利用率。对于三相PWM 逆变电路， 还可以采用线电压控制方式，即在相电压调制信号中叠加3 的倍数次谐波及直流分量等，同样可以有效地提高直流电压利用率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -
