电流跟踪控制的PWM逆变器

    PWM变频器一般都是电压型的，可以方便地按需要控制输出电压。但在变频器中需要保证的是正弦波电流，只有在电机绕组中通以正弦波电流才能使合成电磁转矩恒定不含脉动分量。因此，若能对电流实施闭环控制，并保持正弦波形，将能够比单纯的开环控制电压获得更好的性能。

    电流跟踪控制变频器由PWM电压型变频器和电流控制环组成，如图6-11所示。图中ia*、ib*、ic*是给定三相正弦电流信号和由电流互感器实测的变频器三相输出电流信号ia、ib、ic相比较，以其差值通过电流放大器ACR控制相应的开关导通，使实际输出电流基本按照给定的正弦波电流变化。输出电压仍为PWM波形。图6-11所示仅是原理性电路，实际上使用的是一种电流滞环跟踪系统，如图6-12(a)所示。在这里，电流控制器是带滞环的比较器。将ia*和ia进行比较，偏差△i经滞环比较后控制桥臂的功率开关。设比较器的环宽为2h，到t0时刻(见图6-12(b))，ia*-ia≥h，滞环输出正电平，驱动V1导通，使ia增大。当ia增大到与ia*相等时，虽然△ia=0，但滞环仍保持正电平输出，即V1继续导通仍使ia增大，直到t1时刻，ia=ia*+h，滞环比较器翻转，输出负电平信号，关断V1，经延时驱动下桥臂的V4。但此时V4尚未导通，因电流ia未反向，而是通过续流二极管VD4维持原方向流通，但数值会逐渐减小，直到t2时刻，ia降到滞环偏差的下限值，又使V1导通。V1与V4的交替导通使逆变器输出电流与给定值的偏差保持在±h范围之内，在给定电流附近作锯齿状变化，波形的包线十分接近正弦波。图6-12(b)绘出了在给定正弦波电流半个周期内电流滞环跟踪控制输出电流波形ia=f(t)和相应的PWM电压波形。如上所述，电流控制的精度与滞环宽有关。环宽2h大时可降低开关导通频率，但波形失真大。如环宽太小，电流波形虽然好，但会使开关频率增大。

    图6-11    电流跟踪控制的脉宽调制变频器

    图6-12    电流滞环跟踪控制的电路和电压、电流波形

（作者稿费要求：需要高清无水印文章的读者3元每篇，请联系客服，谢谢！在线客服：）