从调制脉冲的极性看,PWM又可分为单极性与双极性控制模式两种。
通俗的说:单极性PWM就是PWM波形在半个周期中只在单极性范围内变化。双极性PWM就是PWM波形在半个周期中有正、有负。
单、双极性是根据对低电平的不同定义而言的,然后所谓单极性,指的是以0V为低电平,双极性,指的是以“与高电平大小相等,极性方向相反(即在横轴下面)”的电位为低电平。
我们知道,PWM波形的产生是通过载波和信号波两个波形共同作用而成的,基本元素只有两个,高电平和低电平,信号波比载波高,则为高电平,比载波低,则为低电平。
产生单极性PWM模式的基本原理如下所示。首先由同极性的三角波载波信号ut。与调制信号ur,比较(图(a)),产生单极性的PWM脉冲 (图(b));然后将单极性的PWM脉冲信号与图(c)所示的倒相信号UI相乘,从而得到正负半波对称的PWM脉冲信号Ud,如图(d)所示。
单极模式,即电机电枢驱动电压极性是单一的。
优点:启动快,能加速,刹车,能耗制动,能量反馈,调速性能不如双极模式好,但是相差不多,电机特性也比较好。如果接成H桥模式,也能实现反转。在负载超速时也能提供反向力矩。
缺点:刹车时,不能减速到0,速度接近0速度时没有制动力。不能突然倒转。动态性能不好,调速静差稍大。
双极性PWM控制模式采用的是正负交变的双极性三角载波ut与调制波ur,如下图所示,可通过ut与ur,的比较直接得到双极性的PWM脉冲,而不需要倒相电路。
双极模式,即电枢电压极性是正负交替的。
优点:能正反转运行,启动快,调速精度高,动态性能好,调速静差小,调速范围大,能加速,减速,刹车,倒转,能在负载超过设定速度时,提供反向力矩,能克服电机轴承的静态摩擦力,产生非常低的转速。
缺点:控制电路复杂。
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