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什么叫异步调制?什么叫同步调制?两者各有特点?

发布时间:2019-08-25 18:39 来源:未知 编辑:admin

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  载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。在异步调制方式中,通常保持载波频率fc 固定不变,因而当信号波频率fr变化时,载波比N是变化的。

  异步调制的主要特点是: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。

  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fc也很低。fc过低时由调制带来的谐波不易滤除。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fc会过高,使开关器件难以承受。

  a、在输出高频率段时,取较小的载波比,这样载波频率不至于过高,能在功率开关器件所允许的频率范围内;

  b、在输出频率为低频率段时,取较大的载波比,这样载波频率不至于过低,谐波频率也较高且幅值也小,也易于滤除,从而减小了对异步电动机的不利影响。

  这样看来,同步调制方式效果比异步调制方式好,但同步调制控制方式较为复杂,一般由微机进行控制。

  有的电路在输出低频率段时采用异步调制方式,而在输出高频率段时换成同步调制控制方式,这种综合调制控制方式,其效果和分段同步调制方式相接近。

  异步调制是指载波频率和信号波频率不同步的调制方式;同步调制是指载波频率和信号波频率保持同步的调制方式。

  异步调制特点:通常保持载波频率不变,当信号波频率发生变化时,载波比也会随之变化。

  当信号波频率较低时,载波比N增大,信号半个周期内的PWM脉冲个数较多,载波频率不变。当信号波频率变低时,半个周期内形成的SPWM脉冲个数增多,效果接近正弦波。反之,信号波频率较高时形成的SPWM脉冲个数少,如果信号波频率高正、负且不对称,形成的SPWM波与正弦波偏差较大。

  同步调制特点:载波频率和信号频率同时发生变化,而载波比保持不变。所以在一个周期内形成横的SPWM脉冲的个数是固定的,等效正弦波对称性较好。

  调制法是以参考正弦波作为调制信号,以等腰三角波为载波信号,将正弦波调制三角波来得到相应的PWM控制信号再控制逆变电路产生于参考正弦波一致的SPWM波供给负载。

  (1)调制波和载波:曲线①是正弦调制波,其周期决定于需要的调频比kf,振幅值决定于ku,曲线②是采用等腰三角波的载波,其周期决定于载波频率,振幅不变,等于ku=1时正弦调制波的振幅值,每半周期内所有三角波的极性均相同(即单极性)。

  调制波和载波的交点,决定了SPWM脉冲系列的宽度和脉冲的间隔宽度,每半周期内的脉冲系列也是单极性的。

  (2)单极性调制的工作特点:每半个周期内,逆变桥同一桥臂的两个逆变器件中,只有一个器件按脉冲系列的规律时通时断地工作,另一个完全截止;而在另半个周期内,两个器件的工况正好相反,流经负载ZL的便是正、负交替的交变电流。

  调制波仍为正弦波,其周期决定于kf,振幅决定于ku,中曲线①,载波为双极性的等腰三角波,其周期决定于载波频率,振幅不变,与ku=1时正弦波的振幅值相等。

  调制波与载波的交点决定了逆变桥输出相电压的脉冲系列,此脉冲系列也是双极性的,但是,由相电压合成为线电压(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua)时,所得到的线电压脉冲系列却是单极性的。

  (2)双极性调制的工作特点:逆变桥在工作时,同一桥臂的两个逆变器件总是按相电压脉冲系列的规律交替地导通和关断,毫不停息,而流过负载ZL的是按线电压规律变化的交变电流。

  参考资料来源:《零起步轻松学变频技术(第2版)》 蔡杏山 主编 人民邮电出版社

  异步调制指载波信号和调制信号不保持同步关系;同步调制指载波比m等于常数,并在变化频率时使载波信号和调制信号保持同步的调制方式。采用异步调制输出,要尽量提高载波频率,使调制信号频率较高时仍能保持较大的载波比,从而改善输出特性;采用同步调制时,在逆变电路输出频率低时,如果负载为电动机,会有较大的噪声,影响电动机性能!

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