WM脉宽调制式逆变器

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1、逆变电源技术第三章PWM脉宽调制式逆变器逆变器的脉宽调制技术PWM(PulseWidthModulation)是用一种参考波(通常是正弦波，有时也用阶梯波或方波等)为“调制波”(modulatingwaves)，而以N倍于调制波频率的正三角波(有时也用锯齿波)为“载波”(carrierwave)。由于正三角波或锯齿波的上下宽度是线性变化的波形，因此它与调制波相交时，就可以得到一组幅值相等，而宽度正比于调制波函数值的矩形脉冲序列用来等效调制波，用开关量取代模拟量，并通过对逆变器开关管的通断控制，把直流电

2、变成交流电，这一种技术就叫做脉宽调制技术。脉宽调制技术与多重叠加法相比较，有以下显著的优点：1）电路简单，只用一个功率控制级就可以调节电压输出，又可以调节输出频率。2）可以使用不可控整流桥，使系统对电网的功率因素与逆变器输出电压值无关。3）可以同时进行调频、调压，与中间直流环节的元件参数无关，系统的动态响应速度快。4）可以获得更好的波形改善效果。载波比同步非同步同步-非同步交替脉冲宽度等脉宽调制不等脉宽调制调制相数两相调制三相调制载波波形非对称对称RPWM是波形调制式PWM逆变器中最简单的一种。当逆变

3、器的转换次数限制在30次以内时，RPWM调制波是最好的。单脉冲RPWM逆变器多脉冲RPWM逆变器三相RPWM逆变器3.1同步式RPWM方波调制逆变器3.1.1单脉冲RPWM逆变器3.1.2多脉冲RPWM逆变器3.1.3三相RPWM逆变器1.RPWM方法12.RPWM方法2SPWM正弦波脉宽调制法（SinusoidalPWM）是调制波为正弦波、载波为三角波或锯齿波的一种脉宽调制法。二阶式与三阶式脉宽调制方法。所谓阶是指PWM式逆变器输出电压的电平数。二阶式的PWM波形有正、负两个电平（双极性调制），三阶

4、式的PWM波形有正、负和零三种（单极性调制）。3.2同步与非同步SPWM正弦脉宽调制逆变器3.2.1载波为全波三角波的单相二阶SPWM逆变器载波为全波三角波的单相二阶SPWM逆变器输出电压的谐波包含下列成分：基波、载波、载波的m次谐波、载波及载波m次谐波的上下边频谐波，其中基波幅值与调制度M成正比，可以通过调节调制波幅值的大小就可以调节输出电压。当m为偶数时，载波的m次谐波不存在；当m+n为偶数时，载波与载波的m次谐波的上下边频谐波也不存在。频谱的分布不仅与M有关，也与载波比N有关，N可以改变谐波的频

5、率，N越大，谐波频率越高，滤波越容易。（1）同步式SPWM当正弦调制波的起点位置不同时，二阶SPWM波动双重傅里叶级数表示式调制波起始点在三角波的正负峰值处时，输出电压中含有正弦项和余弦项；而调制波起始点在三角波起始点在三角波上升或下降沿零点处时，输出电压中只含正弦项，波形对称于原点。所以，就输出波形而论，正弦调制波起始点取在三角波的上升或者下降沿零点处为好，它可以得到对称于原点的奇函数波形，这一点在N值较小的同步应用时是很重要的。就输出波形而言，N=奇数为好，它可以使输出电压中的谐波全为奇次谐波，所

6、得到的波形既对称于原点，又对称于纵轴（镜对称），所以是奇次谐波函数。当N=奇数时，比较正弦波起始点位置在下降沿零点处和在上升沿零点处两种波形可知，上升沿零点处，所得波形的第一个脉冲是负脉冲，而且当N值很小时波形很差，不如起始点在下降沿零点处。所以在选择调制波起始点的位置和选择N等于奇数或偶数时，应选取起始点在下降沿零点处，N=奇数为最好。（2）同步式SPWMN取奇数或偶数时对输出波形的影响为了得到较好的输出波形，必须做到以下三点：1）SPWM中的调制波与载波必须同步工作，即N=正整数。2）N必须取奇整

7、倍数，以保输出波形为奇谐波函数，既对称于原点，又对称于横轴。3）正弦调制波起始点的位置必须在三角波的下降沿零点处，在N值很小时这一点尤为重要。（3）载波比N的数值的选择所谓过调制。即调制度M>1的调制。在M=0～1区间内，基波幅值随着M的增大而线性地增加；在M=1～3.24区间内，基波幅值随着M的增大而呈非线性增加；在M>3.24时曲线呈饱和状态，基波幅值不再随M的增大而增加。（4）过调制（M>1）的影响3.2.2载波为半波三角波的单相三阶SPWM逆变器载波用三角波的三阶SPWM波形的谐波含量比载波用

8、全波三角波的二阶SPWM波形的谐波含量要小。采用“相位差法”获得三阶SPWM波形两个相位相反的二阶SPWM波相减，就得到了一个N=2N’的三阶SPWM波，而两个二阶SPWM中的载波、载波的奇次谐波，以及它们的上下边频都被消除掉了。3.2.3载波为三角波的三相SPWM逆变器1.同步SPWM正弦波调制起始点位置与N等于奇数或者偶数对输出线电压波形的影响虽然N都等于9（是奇数），但调制波起始点位置不同，所得到的波形也就不同。比较线电压的波形与谐波分析结果，得出