Question:
Pourquoi l'onde de référence triangulaire est-elle utilisée dans PWM pour la modulation sinusoïdale?
Jhonathan Asimov
2020-03-21 00:59:57 UTC
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J'implémente PWM pour un onduleur triphasé.

La documentation sur le sujet, en particulier les implémentations techniques, est très bonne mais pour autant que je sache, aucune de celles que j'ai lues ne parle de pourquoi le signal de référence est un triangle ou une dent de scie.Dans un document, j'ai trouvé que ce type de modulation est le plus ancien du jeu (PWM concerné), alors peut-être est-ce une vieille technologie qui devient standard?

qui dit qu'une référence triangulaire était «standard»?En ce qui me concerne, la référence appropriée serait sinusoïdale.Et nous voyons de telles choses dans la nature.
@DKNguyen donc la dent de scie / triangle est la sortie lissée de la valeur d'une minuterie?
@MarcusMüller Un triangle est-il standard, cependant, comme dans PWM sinus-triangle?Bien sûr, SVM présente des avantages, mais le triangle sinusoïdal est plus facile à implémenter.
@MarcusMüller l'onde triangulaire est standard pour la référence PWM.Vous comparez ensuite le triangle à une onde sinusoïdale pour obtenir les impulsions de porte.
Ah, désolé, j'ai été stupide;ma tête était coincée avec la forme d'onde avec laquelle le PW ** M ** * est modulé, pas celle qui est utilisée dans un comparateur pour générer le PWM.Mes excuses!
@Hearth SVM utilise toujours des références triangulaires pour la modulation PWM, ce sont les signaux générés qui sont différents.
Cinq réponses:
Charles Cowie
2020-03-21 01:47:13 UTC
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La méthode de "référence de triangle" qui a une certaine histoire comme méthode standard ou populaire était plus formellement connue sous le nom de "méthode d'interception de triangle".Il était basé sur la génération de commandes de commutation basées sur l'interception d'une onde triangulaire avec une onde sinusoïdale comme indiqué ci-dessous.Ce n'était pas trop difficile à mettre en œuvre et il a fourni des résultats raisonnablement bons pour les variateurs de fréquence (VFD).Les résultats ont été améliorés en modifiant le rapport entre la fréquence de l'onde triangulaire et la fréquence de l'onde sinusoïdale sur la gamme des fréquences de fonctionnement.

Après l'invention des circuits intégrés et des microprocesseurs à grande échelle, des stratégies PWM plus sophistiquées sont devenues préférées.

enter image description here

Image de Zubek, Abbondanti & Nordby «Variateurs de vitesse à modulation d'impulsions avec modulation améliorée» IEEE Trans.Ind. Appl., Nov. / Déc.1975

Les gens utilisent toujours l'onde triangulaire pour PWM.Mais au lieu d'une onde sinusoïdale, ils utiliseront souvent la modulation vectorielle spatiale.
Ben
2020-03-21 05:19:48 UTC
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Vous n'avez pas besoin d'avoir une onde triangulaire ou un PWM d'ailleurs pour générer une onde sinusoïdale. Vous pouvez utiliser une modulation d'hystérésis qui ne nécessite pas de PWM. Cependant, la fréquence de commutation est variable avec une modulation d'hystérésis et cela peut nécessiter plus de puissance de calcul.

Si vous avez besoin d'un PWM, une onde triangulaire est la voie à suivre, une onde en dents de scie poserait des problèmes pour les ponts en H et les onduleurs / redresseurs triphasés. Les transistors supérieurs ou les transistors inférieurs cesseraient tous de conduire en même temps. Alors qu'avec une onde triangulaire, les transistors supérieur et inférieur des différentes branches ne commenceront pas à conduire en même temps, sauf si le rapport cyclique est le même pour toutes les branches.

Edit: Dans le cas d'un redresseur / onduleur triphasé utilisant, voici la comparaison entre PWM en dents de scie et PWM triangle. Comme vous pouvez le voir, avec la dent de scie, votre transition du vecteur zéro "000" au vecteur zéro "111", ce que vous ne voyez pas avec l'onde triangulaire. Avec l'onde triangulaire, les transistors ne commutent pas en même temps

Une autre raison pour laquelle une onde triangulaire est meilleure. Il est plus facile d'échantillonner les signaux. Avec l'onde triangulaire, vous pouvez régler le déclencheur ADC lorsque l'onde triangulaire est à 0 ou 100%, car à ces points, vous êtes assuré qu'aucun transistors ne basculera. J'ai ajouté des flèches sur le graphique pour mettre en évidence les instants d'échantillonnage. Avec l'onde en dents de scie, peu importe où vous échantillonnez, il pourrait y avoir une commutation de transistor.

Edit 2: La dernière image représente le PWM pour une modulation de vecteur d'espace de 0 à 60 degrés avec 1 vecteur zéro séquence "000". Vous pouvez voir facilement qu'un seul transistor commutera à la fois. La fréquence PWM utilisée est de 2400 Hz. Dans la vraie vie, 2400 Hz est un peu faible, il est plus courant de voir 10 kHz et plus pour les PWM. Vous pouvez également voir Va, Vb et Vc

Sawtooth PWM

Triangle PWM

SVM 0 - 60 degrees

Pourriez-vous également inclure les ondes sinusoïdales dans le graphique?Le minerai deviendra-t-il maladroit?
J'essaierai, mais cela pourrait devenir maladroit.J'essaierai de les ajouter cet après-midi
Brian Drummond
2020-03-21 03:35:42 UTC
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Pour la génération PWM sinusoïdale (ou les applications audio comme les amplificateurs de Classe D), les ondes triangulaires sont préférées aux dents de scie, en raison de leur symétrie.Cela donne un PWM bilatéral où le front montant et le front descendant sont modifiés à mesure que le cycle de service change.

Cela signifie que le centre de chaque impulsion PWM reste dans la même position dans une période PWM, alors qu'avec une forme d'onde en dents de scie (PWM unilatéral), le centre de l'impulsion se déplace à mesure que le rapport cyclique change, ce qui ajoute une distorsion auonde sinusoïdale reconstruite.

Et la symétrie permet un échantillonnage plus facile.Si vous échantillonnez en haut et / ou en bas de l'onde triangulaire, vous êtes assuré qu'aucun transistors ne basculera à l'instant d'échantillonnage.
DKNguyen
2020-03-21 01:38:15 UTC
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Pensez-y numériquement / numériquement plutôt qu'avec des formes d'onde: vous auriez besoin d'une minuterie de période.À quoi ressemble un minuteur qui compte à la hausse ou à la baisse au même rythme?S'il s'enroule à zéro à la fin, il ressemble à une dent de scie.S'il change de direction une fois qu'il atteint le haut ou le bas, il ressemble à une onde en dents de scie ou en triangle.

Si vous représentiez un minuteur numérique, cela ressemblerait à un escalier ou à une ziggourat.Mais si la minuterie est analogique, elle ressemble à une dent de scie ou à un triangle.

Avoir une dent de scie au lieu d'un triangle symétrique créerait des problèmes pour les ponts en H et les onduleurs / redresseurs triphasés.Tous les transistors supérieurs arrêteraient de conduire en même temps et tous les transistors inférieurs commenceraient à conduire en même temps.
Dmitry Grigoryev
2020-03-21 16:16:44 UTC
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Les formes d'ondes de référence en dents de scie / triangulaires peuvent être générées de manière simple à l'aide de compteurs matériels largement disponibles (minuteries), avec une implication minimale du processeur.Les signaux générés par une telle modulation deviennent asymptotiquement précis à mesure que la fréquence PWM augmente, donc à moins que vous ne puissiez augmenter la fréquence PWM pour qu'elle soit 20 à 50 fois supérieure à la fréquence du signal, il n'y aura aucune amélioration par rapport à une forme d'onde de référence différente.C'est la raison pour laquelle ils sont si largement utilisés.



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