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