Politechnika Krakowska

Laboratorium
Energoelektroniki

Temat : Modulacja szerokości
impulsu

Wydział Inżynierii
Elektrycznej i Komputerowej

Wykonali :

Krakiewicz Michał
Marek Tomasz
Mucha Mateusz
Szczerbowski Marek
Tulicki Jarosław

Prowadzący :

dr inż. Witold Mazgaj

Gr. 31e
Rok akademicki 2010/11
Data : 13.I.2011

I.Wprowadzenie teoretyczne :

Zasada działania PWM :

Modulacja szerokości impulsu jest wykonywana poprzez przełączenie tranzystorów lub tyrystorów
wyłącznie pomiędzy stanem nasycenia i stanem zaporowym ( stan pracy aktywny jest nie
dozwolony ) .

W stanie zaporowym prąd praktycznie nie płynie, nie występują więc żadne straty .

W stanie przewodzenia występuje spadek napięcia rzędu 0.6 do 1.3 V na układzie sterującym,
jednak spadek napięcia jest minimalny w porównaniu z napięciem przekazywanym do
odbiornika . W tym stanie pracy straty mocy na „kluczu” są bardzo małe w stosunku do mocy
przekazywanej na odbiornik .

Zalety stosowania metody PWM :

-Zasilanie metodą PWM pozwala na uzyskanie dużej dokładności i łatwość
sterowania urządzeniem.

-Jeśli źródło energii dostarcza napięcie przemienne, którego częstotliwość musi być dostosowana
do warunków pracy, wówczas PWM wykorzystywane jest w tzw. przetwornicach częstotliwości .

________________________________________________________________________________
Laboratorium energoelektroniki 1

Schemat ideowy sterownika PWM :

Napięcie na wyjściu odbiornika o charakterze indukcyjnym ma postać ciągu impulsów
prostokątnych. W przedziałach czasu tw, gdy łącznik tranzystorowy T1 jest otwarty, prąd
indukcyjności odbiornika Io zamyka się przez diodę rozładowczą Do, co odpowiada napięciu na
wyjściu Uo = 0. Wartosć srednia napięcia jest proporcjonalna do względnego czasu załączenia tz
łącznika w okresie impulsowania T, co oznacza, że

Pozwala to przy zastosowaniu metody sterowania zmiennego czasu wypełnienia do nastawiania
napięcia średniego rozróżnić dwa przypadki. Pierwszy, gdy częstotliwość impulsowania f = 1/T jest
stała i wtedy jest zmieniany tylko czas przewodzenia łącznika.

Uproszczony schemat sterownika tranzystorowego PWM :

________________________________________________________________________________

Laboratorium energoelektroniki 2

II.Opis wykresu dołączonego do sprawozdania :

a) Prąd Io =2 [A]

Przebieg prądu :

–

Prąd zadany posiada przebieg cząstkowy piło-kształtny odkształcony , „niesiony” przez
przebieg sinusoidalny wymagany przez odbiornik . Przebieg prądu zadanego posiada
tzw. szerokość pętli histerezy .

b)Napięcie U=40 [V]

Przebieg napięcia :

-Modulacja napięcia przedstawiona na wykresie jest modulacją jednobiegunową , ponieważ
dodatnie i ujemne pół-fale napięcia są określone względem jednego punktu charakterystycznego ,
którym jest punkt neutralny żródła napięcia zasilającego prądu stałego .

Dane odbiornika :

R=5 Ω , L=80 mH

f(sieci)=53 Hz , f(na odbiorniku)=950 Hz

Współczynnik wypełnienia : δ = 0.05

III.Wnioski :

1.Modulacja PWM pozwala na regulację napięcia na odbiorniku w szerokim zakresie ( 0-U ) .

2.Straty występujące na kluczach są minimalne .

3.Modulacja PWM znajduje zastosowanie w układach automatyki maszyn elektrycznych .

________________________________________________________________________________
Laboratorium energoelektroniki 3