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电力电子技术中的面积等效原理主要应用在PWM#xff08;Pulse Width Modulation#xff0c;脉冲宽度调制#xff09;控制技术中。
定义
面积等效原理#xff1a;当冲量#xff08;即窄脉冲的面积#xff09;相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时…面积等效原理
电力电子技术中的面积等效原理主要应用在PWMPulse Width Modulation脉冲宽度调制控制技术中。
定义
面积等效原理当冲量即窄脉冲的面积相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时其效果基本相同。这里所说的效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
面积等效原理之所以必须是加在惯性环节上才行是因为惯性环节具有输出响应延迟和积分效应的特性这些特性使得冲量相等的不同形状脉冲能够产生相似的输出响应。
冲量与窄脉冲面积
冲量是指窄脉冲对时间的积分即窄脉冲的面积。在PWM控制技术中冲量的大小决定了输出波形的平均值或直流分量。
惯性环节的特性
输出响应延迟惯性环节包含一个或多个储能元件如电感、电容这些元件会储存和释放能量导致输出响应相对于输入信号有一定的延迟。当输入信号发生突变时输出信号不能立即跟随突变而是按照指数规律逐渐变化。积分效应由于储能元件的存在输入信号在惯性环节上会产生积分效应。这意味着输入信号的冲量即窄脉冲的面积会对输出信号产生累积影响而不仅仅取决于输入信号的瞬时值。
为什么必须是惯性环节
冲量相等面积等效原理要求不同形状的窄脉冲具有相同的冲量。在惯性环节上由于积分效应的存在冲量相等的不同形状脉冲会产生相似的输出响应。输出响应波形基本相同面积等效原理指出当冲量相等的不同形状脉冲加在惯性环节上时其输出响应波形基本相同。这是因为惯性环节的输出响应主要取决于输入信号的冲量而不是脉冲的具体形状。
面积等效原理的应用
PWM控制技术通过对一系列脉冲的宽度进行调制来等效地获得所需要的波形包括形状和幅值。面积等效原理是PWM技术的理论基础允许我们使用一系列等幅不等宽的脉冲代替正弦波或其他波形只要这些脉冲的冲量面积与原波形相等。在实际应用中这意味着可以使用PWM波形来控制电机、逆变器、开关电源等设备以实现所需的输出波形和性能。
验证与仿真
作用在惯性环节上 作用在积分环节上 作用在比例环节上 作用在微分环节上
