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新型EPWM斬波器式交流穩(wěn)壓電源的原理分析

作者: 時間:2011-03-22 來源:網(wǎng)絡 收藏

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/179359.htm

式中:bn=f(ωt)sinnωtd(ω t)

對于基波,n=1。由于被斬波的波形是正弦波,即f(ω t)=Umsinωt,所以

b1====DUm(6)

對于諧波,則

bn=

n=kN±1,k=1,2,3,……時,對上式求解得

bkN±1==-sinkDπ(7)

nkN±1時,bnkN±1=0。

所以正弦斬波電壓的傅里葉級數(shù)表示式為

uab=DUmsinωtsinkDπsin(kN±1)ωt(8)

考慮到Tr的變比ξ:1,補償電壓uco表示式為

uco=DsinωtsinkDπsin(kN±1)ωt(9)

LFCF濾除高次諧波后得到補償電壓為

uco=Dsinω t=D(10)

由式(8)中的諧波幅值sinkDπ可以算出,當載波三角波頻率fc=10kHz,N=200,D=0.1~0.9時,基波與各次諧波的幅值如表1所列?;ê透鞔沃C波與調(diào)制比亦即占空比D的關系曲線如圖4所示??芍?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/EPWM">EPWM正弦斬波電壓的諧波頻率與載波比N成正比,N越大諧波頻率越高,所需的濾波器LFCF的參數(shù)值也越小。所以,根據(jù)表1及圖4可以計算LFCF的值。

表1 基波與各次諧波的幅值(fc=10kHz,N=200)

諧波

分量

占空比D
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
b1/Um 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
b199/Um -0.0984 -0.1871 -0.2575 -0.3027 -0.3183 -0.3027 -0.2575 -0.1871 -0.0984
b201/Um -0.0984 -0.1871 -0.2575 -0.3027 -0.3183 -0.3027 -0.2575 -0.1871 -0.0984
b399/Um -0.0935 -0.1514 -0.1514 -0.0935 0 0.0935 0.1514 0.1514 0.0935
b401/Um -0.0935 -0.1514 -0.1514 -0.0935 0 0.0935 0.1514 0.1514 0.0935
b599/Um -0.0858 -0.1009 -0.0328 0.0624 0.1061 0.0624 -0.0328 -0.1009 -0.0858
b601/Um -0.0858 -0.1009 -0.0328 0.0624 0.1061 0.0624 -0.0328 -0.1009 -0.0858
b799/Um -0.0757 -0.0468 0.0468 0.0757 0 -0.0757 -0.0468 0.0468 0.0757
b801/Um -0.0757 -0.0468 0.0468 0.0757 0 -0.0757 -0.0468 0.0468 0.0757

圖4 諧波分量與占空比D的關系曲線

3 對市電電壓波動的補償與Tr容量

當市電電壓us波動時,將會引起負載電壓uL的波動。為了保持uL穩(wěn)定不變,必須用補償電壓uco對市電電壓的波動進行補償。當Us>Ur時須進行負補償,使UsUco=UL=Ur;當UsUr時須進行正補償,使UsUco=UL=Ur,所以

UL=Us±Uco=Ur(11)

正補償時取正號,負補償時取負號。

假定補償變壓器Tr的變比為ξ:1,橋式斬波器的輸出電壓基波為uab1=DUmsinωt

Uco=(12)

將式(12)代入式(11)得

UL=US±Uab1(13)

橋式斬波器的基波輸出電壓

Uab1=DUL(14)

將式(14)代入式(13)得

UL=US±UL(15)

UL(- +)UL=USUL(1- +)=US

UL=(16)

正補償時取正號,負補償時取負號。當占空比D=1時,最大正、負補償電壓由式(12)得

Uco,max=(因為此時Uab1=DUL=UL)。

當市電電壓的波動范圍為±15%時,最大補償電壓

Uco,max=0.15UL=(17)

由于補償變壓器Tr初次級匝比為

ξ==6.667(18)

而補償變壓器次級電流,即市電輸入電流

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