当前位置：文档之家 › 第三章 PWM脉宽调制式逆变器

第三章 PWM脉宽调制式逆变器

  • 格式：ppt
  • 大小：17.14 MB
  • 文档页数：72

下载文档原格式

  / 72

合集下载

第3章 多电平变换器PWM调制策略1

第3章 多电平变换器PWM调制策略1

第3章 多电平变换器PWM 调制策略对多电平变换器调制策略进行研究是多电平变换器研究的重点内容之一。

调制策略的优劣直接影响着多电平变换器的性能。

在过去的20多年里，研究者们对各种拓扑结构的多电平变换器调制策略进行了大量的研究工作，提出了一系列行之有效的调制方法。

这些调制方法基本上都是传统的两电平变换器脉宽调制技术的扩展和引申，但由于多电平变换器本身所具有的特殊性，其所采用的调制策略也各有特点。

3.1多电平变换器PWM 调制策略的分类多电平变换器的PWM 技术种类繁多，若按采用开关频率的不同，多电平变换器调制策略可以分为基波开关频率调制（即在输出基波周期内，开关器件通断一次）和高开关频率调制（即在输出基波周期内，开关器件通断多次）。

其中，基波开关频率调制又可分为空间矢量控制（SVC ）和有选择的谐波消除技术（SHEPWM ）；而高开关频率调制则可分为空间矢量PWM （SVPWM ）和多载波SPWM 。

多载波SPWM 一般采用两种技术，即①基于载波垂直分布技术（包括PD 、APOD 、POD ）；②基于载波水平移相技术。

多电平变换器PWM 调制策略分类示意图如图3-1所示。

也有研究者对多电平变换器控制策略的分类是从多电平变换器的控制自由度考虑，通过不同的组合，得到各种不同的调制策略。

例如：就载波而言，多电平变换器的载波通常不止一个，其形状可以是常用的三角波，也可是锯齿波等，对每种载波至少有频率、相位、幅值、垂直方向的偏移量和水平方向的偏移量等多个可调节控制的参数，将这些参数称之为自由度；而多电平变换器的调制波，可以是正弦波或梯形波，同样对于每种调制波形，也有频率、相位、幅值、叠加零序分量等多个参数，即自由度。

若将不同控制自由度进行互相组合，必将产生一些新型多电平变换器PWM 调制策略，再将上述控制自由度之间的组合，并进一步多电平变换器PWM 调制策略分类按基波开关频率调制分按高开关频率调制分空间矢量控制 （SVC ）有选择的谐波消除技术（SHEPWM ）多载波正弦PWM （SPWM ）空间矢量PWM （SVPWM ）基于载波垂直 移相SPWM 基于载波水平 移相SPWMPD APOD POD图3-1 多电平变换器PWM 调制策略分类示意图与各种多电平变换器的基本拓扑相结合，将产生数量庞大的多电平变换器PWM调制策略[84]。

变频调速选用课件第三章-PWM控制技术

变频调速选用课件第三章-PWM控制技术
交流电机调速
通过改变PWM信号的占空比，可以调节交流电机输入电压的有 效值，从而实现电机的调速。
交流电机方向控制
通过改变PWM信号的相位，可以改变电机输入电压的相位，从 而控制电机的旋转方向。
交流电机启动与制动
通过PWM信号的频率和占空比的调节，可以实现电机的平滑启 动、制动和停止。
PWM控制在步进电机控PWM控制原理 • PWM控制器设计 • PWM控制技术在电机控制中的应用 • PWM控制技术的实验与实现
01
PWM控制技术概述
PWM控制技术的定义
PWM（脉宽调制）控制技术是 一种通过调节脉冲宽度来控制输 出电压或电流的数字信号处理技
术。
在PWM控制中，脉冲的宽度被 调制，以产生可变的占空比，进
测试PWM信号
通过示波器等工具，测试PWM信号 的波形是否符合预期。
实现电机控制
将PWM信号接入电机驱动器，通过 调整PWM占空比实现电机的调速控 制。
传感器数据采集
如果实验中涉及到传感器数据采集， 需要编写相应的数据采集程序。
PWM控制技术的实验结果分析
分析PWM波形
通过示波器等工具，分析PWM信号的波形是否稳定、占空比是否 准确。
而控制平均输出电压或电流。
PWM控制技术广泛应用于电机 控制、电源管理、音频处理、通
信等领域。
PWM控制技术的发展历程
1960年代
随着数字信号处理技术的发展 ，PWM控制技术开始出现。
1970年代
随着微电子技术的进步，PWM 控制芯片开始出现，广泛应用 于电机控制领域。
1980年代
随着计算机技术的普及，PWM 控制算法开始被广泛应用于电 源管理、音频处理等领域。
步进电机步进控制

电力电子技术知到章节答案智慧树2023年潍坊科技学院

电力电子技术知到章节答案智慧树2023年潍坊科技学院

电力电子技术知到章节测试答案智慧树2023年最新潍坊科技学院第一章测试1.电力变换通常可分为（）。

参考答案:交流变直流;直流变交流;直流变直流;交流变交流2.电力电子系统的组成（）。

参考答案:控制电路;主电路;驱动电路;检测电路3.电力电子技术的基础是（）。

参考答案:电力电子器件的制造技术4.电力电子技术所变换的电力，功率可以大到数百兆瓦甚至吉瓦。

（）参考答案:对5.信息电子技术主要用于信息处理，电力电子技术则主要用于电力变换。

（）参考答案:对6.电子技术包括信息电子技术和电力电子技术。

（）参考答案:对7.电力电子学和电力学的主要关系是电力电子技术广泛应用于电气工程中。

（）参考答案:对8.电力电子装置被广泛应用于（）。

参考答案:静止无功补偿;电力机车牵引;交直流电力传动;高压直流输电9.电力电子技术是弱电控制强电的技术。

（）参考答案:对10.用于电力变换的电子技术在晶闸管出现以后才实现。

（）参考答案:错第二章测试1.晶闸管电流的波形系数定义为（）。

参考答案:2.晶闸管的伏安特性是指（）。

参考答案:阳极电压与阳极电流的关系3.为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（）。

参考答案:抗饱和电路4.过快的晶闸管阳极du/dt会使误导通。

（）对5.选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以1.5-2。

（）参考答案:对6.取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并规化为标准电压等级后，定为该晶闸管的（）。

参考答案:额定电压7.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类。

（）参考答案:对8.晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的封装结构有（）。

参考答案:平板形;螺栓形9.在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是阳极。

（）对10.晶闸管的断态不重复峰值电压UDSM与转折电压UBO在数值大小上应为UDSM大于UBO。

（）参考答案:错第三章测试1.单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（）。

VVVF控制方式

VVVF控制方式

1
最接近
* 1
：
SVPWM规则 图3.7
规则一：每个开关周期均分为两个采样周期；
规则二：每个采样周期的起点与终点，Ψ与Ψ*重合； 规则三：在每个采样周期内两个非零矢量必须相邻；
规则四：两个零矢量在每个采样周期内平均分配。
图3.7就是依据这些规则在磁通在第1区间时所 产生的磁通轨迹和SVMPWM波形（一个开关周 期）。依据向量间的关系，可得到：
图3.4 规则采样的SPWM波形 调制比为18，M=0.8
3.3.2 规则采样SPWM的直流电压利用率问题分析
直流电压利用率就是PWM逆变器的最大输出 电压与额定输入电压之比。
这在V/f等于常数控制中比较重要，因为当输 出频率达到额定值时若电机输出电压达不到额定 值，表明电机不能输出额定功率，电机降容使用， 这是人们所不希望的。
图3.6 空间电压矢量和磁通轨迹分区
图3.6.a 电压矢量
图3.6.b 磁通轨迹分区
由于逆变器只输出有限的八种空间电压矢量，因此定子 磁通轨迹不可能是一个理想的圆。合理地选择运用这八 种矢量，使定子磁通轨迹尽可能地逼近理想的磁通轨迹， 用数学描述如下：
1* 1 , J dt min
图3.5 注入三次谐波的SPWM波形图
U
V
uU uV uW uUV
0
5
10
15
W
20
25
t (ms)
直流电压利用率问题分析
采用式（3.9）一样的分析可得
u
UN
0.5udM(Sin t dSin 3t)
2u d
n1 n
Sin
n 4
Tcc (1 M(Sin
t
dSin
3t))

PWM脉宽调制变频电路

PWM脉宽调制变频电路

PWM脉宽调制变频电路
在图4-2b、c两种电路结构中，因采用不可控整流 器，功率因数高。而在图4-2a电路中，由于采用可控 整流，输出电压有换相电压降产生，谐波的无功功率 使得输入端功率因数降低。在图4-2a、b两种电路结构 中，独立的调压调频环节使之容易分开调试，但系统 的动态反应慢。图4-2c所示的电路结构则具有动态响 应快，功率因数高的特点。
PWM脉宽调制变频电路
变频器的分类与交—直—交变频器 的结构框图。图4-1a所示的交—交变频器在结构上没有 明显的中间滤波环节，来自电网的交流电被直接变换为 电压、频率均可调的交流电，所以称为直接变频器。而 图4-1b所示的交—直—交变频器有明显的中间滤波环节， 其工作时首先把来自电网的交流电变换为直流电，经过 中间滤波环节之后，再通过逆变器变换为电压、频率均 可调的交流电，故又称为间接变频器。
图4-10 分段同步调制
PWM脉宽调制变频电路
4.1.2 SPWM波形的开关点算法
在SPWM系统中，通常是利用三角载波与正弦参 考波进行比较以确定逆变器功率器件的开关时刻， 从而控制逆变器输出可调正弦波形。这一功能可由 模拟电子电路、数字电子电路、专用的大规模集成 电路等装置来实现，也可由计算机编程实现。SPWM 系统开关点的算法，主要分为两类：一是采样法， 二是最佳法。
形成不可调的直流电压Ud。而逆变环节则以六只功率开关
器件和辅助元件构成，这些开关器件可以选用功率晶体管 GTR，功率场效应晶体管MOSFET，绝缘门极晶体管IGBT等。 控制逆变器中的功率开关器件按一定规律导通或断开，逆 变器的输出侧即可获得一系列恒幅调宽的输出交流电压， 该电压为可调频、可调压的交流电——VVVF。
PWM脉宽调制变频电路
4.1.1 PWM脉宽调制原理

脉冲宽度调制(PWM)技术原理

脉冲宽度调制(PWM)技术原理

一、PWM技术原理由于全控型电力半导体器件的出现，不仅使得逆变电路的结构大为简化，而且在控制策略上与晶闸管类的半控型器件相比，也有着根本的不同，由原来的相位控制技术改变为脉冲宽度控制技术，简称PwM技术。

PwM技术可以极其有效地进行谐波抑制，在频率、效率各方面有着明显的优点使逆变电路的技术性能与可靠性得到了明显的提高。

采用PwM方式构成的逆变器，其输人为固定不变的直流电压，可以通过PwM技术在同一逆变器中既实现调压又实现调频。

由于这种逆变器只有一个可控的功率级，简化了主回路和控制回路的结构，因而体积小、质量轻、可靠性高。

又因为集凋压、调频于一身，所以调节速度快、系统的动态响应好。

此外，采用PwM技术不仅能提供较好的逆变器输出电压和电流波形，而且提高了逆变器对交流电网的功率因数。

把每半个周期内，输出电压的波形分割成若干个脉冲，每个脉冲的宽度为每两个脉冲间的间隔宽度为t2，则脉冲的占空比γ为此时，电压的平均值和占空比成正比，所以在调节频率时，不改变直流电压的幅值，而是改变输出电压脉冲的占空比，也同样可以实现变频也变压的效果。

二、正弦波脉宽调制(sPwM）1．sPwM的概念工程实际中应用最多的是正弦PwM法(简称sPwM)，它是在每半个周期内输出若干个宽窄不同的矩形脉冲波，每一矩形波的面积近似对应正弦波各相应每一等份的正弦波形下的面积可用一个与该面积相等的矩形来代替，于是正弦波形所包围的面积可用这N个等幅(Vd)不等宽的矩形脉冲面积之和来等效。

各矩形脉冲的宽度自可由理论计算得出，但在实际应用中常由正弦调制波和三角形载波相比较的方式来确定脉宽：因为等腰三角形波的宽度自上向下是线性变化的，所以当它与某一光滑曲线相交时，可得到一组幅值不变而宽。

度正比于该曲线函数值的矩形脉冲。

若使脉冲宽度与正弦函数值成比例，则也可生成sPwM波形。

在工程应用中感兴趣的是基波，假定矩形脉冲的幅值Vd恒定，半周期内的脉冲数N也不变，通过理论分析可知，其基波的幅值V1m脉宽δi有线性关系在进行脉宽调制时，使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。

三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法

三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法一、本文概述随着可再生能源和电力电子技术的快速发展，三相PWM（脉宽调制）逆变器在电力系统中得到了广泛应用。

为了改善逆变器的输出波形质量，降低谐波对电网的污染，LC滤波器被广泛应用于逆变器的输出端。

本文旨在探讨三相PWM逆变器输出LC滤波器的设计方法，分析滤波器的主要参数对滤波效果的影响，为工程师提供一套实用的滤波器设计流程和指导原则。

本文将首先介绍三相PWM逆变器的基本工作原理和LC滤波器的功能特点，然后详细阐述LC滤波器的设计步骤，包括电感、电容参数的选取，滤波器截止频率的计算等。

接着，本文将通过仿真和实验验证所设计的LC滤波器的性能，分析滤波效果与滤波器参数之间的关系。

本文将总结滤波器设计的关键因素，并给出一些实用建议，以帮助工程师在实际应用中更好地设计和优化LC滤波器。

通过本文的阅读，读者可以全面了解三相PWM逆变器输出LC滤波器的设计原理和方法，掌握滤波器参数的选择和优化技巧，为提升逆变器输出波形质量和电网稳定性提供有力支持。

二、三相PWM逆变器基础知识三相PWM（脉冲宽度调制）逆变器是一种电力电子设备，用于将直流（DC）电源转换为三相交流（AC）电源。

它是许多现代电力系统中不可或缺的一部分，特别是在可再生能源领域，如太阳能和风能系统中。

了解三相PWM逆变器的基础知识是设计其输出LC滤波器的前提。

三相PWM逆变器的基本结构包括三个独立的半桥逆变器，每个半桥逆变器都连接到一个交流相线上。

每个半桥由两个开关设备（通常是绝缘栅双极晶体管IGBT或功率MOSFET）组成，它们以互补的方式工作，以产生所需的输出电压波形。

PWM控制是逆变器的核心。

它涉及快速切换开关设备，以便在平均意义上产生所需的输出电压。

通过调整每个开关设备的占空比（即它在任何给定时间内处于“开”状态的时间比例），可以精确地控制输出电压的大小和形状。

三相PWM逆变器的一个关键特性是它能够产生近似正弦波的输出电压。

第3章 直流-交流变换电路习题

一、填空题3-1、按逆变后能量馈送去向不同，电力电子元件构成的逆变器可分为逆变器与逆变器两大类。

3-1有源、无源。

3-2、有源逆变指的是把能量转变成能量后送给装置。

3-2直流，交流，电网的，3-3、逆变器按直流侧提供的电源性质来分，可分为型逆变器和型逆变器，电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出，在最靠近逆变桥侧用器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是度。

3-3、电压型；电流型；电容；同相同桥臂元件之间；180º；电感；同组不同桥臂元件之间；120º；3-4、SPWM脉宽调制型变频电路的基本原理是：对逆变电路中开关器件的通断进行有规律的调制，使输出端得到脉冲列来等效正弦波。

3-4、一系列幅度相等，脉宽与正弦波幅值成正比的；3-5、PWM逆变电路的调制方式有、、。

3-5 同步调制；异步调制；分段同步调制；四、问答题3-1、无源逆变电路和有源逆变电路有何不同?答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。

而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

3-2、换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。

全控型器件采用此换流方式。

电网换流：由电网提供换流电压,只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

负载换流：由负载提供换流电压，当负载为容性负载即负载电流超前于负载电压时，就可实现负载换流。

强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压的换流称为强迫换流。

通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。

晶闸管不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。

3-3、什么是有源逆变？有源逆变的条件是什么？有源逆变有何作用？答：如果将逆变电路交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率的交流电，返送到电网上去称为有源逆变。

第三章VVVF控制和PWM方式


120) dSin 3t ))
通常d=0.15， 0 M 1.15
图 3.5 为 M=0.92 ， d=1.15 时 的 注 入 三 次 谐 波 的 SPWM波形图，载波比为18。
图3.5 注入三次谐波的SPWM波形图
U
V
uU uV uW uUV
0
5
10
15
W
20
25
t (ms)
谐波影响,应该有uUN = 0.5udMSint,设相电压幅
值为UUN,输入相电压幅值为Uin,( ud 3Uin )，最大
调制系数为Mmax，则有
U UN (max) 0.5M maxu d
3 2
M
u max in
（3.5）
在SPWM中，Mmax =1，即UUN(max)=0.866 Uin
U1=(R1+jX1)I1+XmIm= (R1+jX1)I1+Em (3.1)
Em=4.44f1W1kw1Ψm
其中f1为定子供电频率，W1为定子绕组匝数， Kw1为绕组系数， Ψ m 为气隙磁通
若忽略定子漏阻抗的影响，则有， U1=4.44f1W1kw1 Ψ m 若想保持Ψ m不变，则应有: U1/f1 = 常数 (3.2)
3.4 磁通轨迹SVPWM的原理及生成
在电机调速过程中，保持电机磁通恒定对调速性能优 越有特别重要的意义，因此一般的调速方法总是设法保 持一种磁通（定子磁通，转子磁通，气隙磁通）恒定。
根据电机理论有：
U1

d 1 dt
R 1i1
(3.11)
U1为定子电压向量，1为定子磁通向量，i1为定子电流

1 2
(Tc

三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法

三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法何亮;王劲松【摘要】为了使脉冲宽度调制(PWM)逆变器具有较好的输出交流波形,针对PWM 逆变器输出交流波形中谐波次数较高的特点,采用二阶LC低通滤波器.从逆变器无功容量较小、传输效率较高、系统稳定性较好等角度,介绍了一种三相PWM逆变器输出交流LC滤波参数的设计方法.实际工程应用较好验证了该设计方法的可行性.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2013(043)012【总页数】4页(P33-36)【关键词】LC滤波器;设计方法;逆变器;脉冲宽度调制【作者】何亮;王劲松【作者单位】中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室,四川成都610041;中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】TM461 引言基于脉冲宽度调制（PWM）技术的逆变器广泛应用于各型变频及电能变换装置中。

由于PWM调制技术自身的技术特性，决定了逆变器输出交流电力中含有较多的高次谐波分量，该类谐波分量的存在将直接影响交流电力品质，因而，必须在逆变器输出侧设置交流低通LC滤波器，以优化交流电力品质，在充分研究LC滤波器对逆变器传输效率及系统稳定性影响的基础上，提出了一种三相逆变器输出LC型滤波器设计方法。

2 逆变器输出交流谐波分析PWM逆变器输出交流谐波呈如下特点：1）谐波分量以角频率（nωC±kω1）分组分布在输出交流频谱中，其中ωC为载波角频率，ω1为信号波角频率，n，k为谐波系数；2）每组谐波以载波角频率nωC为中心，边频为kω1分布其两侧，其幅度两侧对称衰减；3）随着载波角频率ωC的不断增加，谐波频谱将整体向较高频带上移动［1-2］。

通过上述交流谐波分析，根据交流用电设备对电力品质的相关要求，结合LC滤波器的结构简洁、高频谐波抑制效果较好等技术特点，采用低通LC型滤波器实现逆变器输出交流电力品质优化为最佳方式。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

RPWM是波形调制式PWM逆变器中 最简单的一种。当逆变器的转换次 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
uL uL
n 1, 3, 51 T
U


m( n)
sin nt
T3
Uc Us
4E n n 1, 3, 5

Uc Us
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。
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。
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。

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。
u AB
4E
3 2
ME cos
T1
J n mM A 2 m
T3 2 s 6
m n B 2

T5

sinm N n
载波用三角波的三阶SPWM波形的谐波含 量比载波用全波三角波的二阶SPWM波形 的谐波含量要小。
u L ME sin s t 2E
J 0 m M sinm N n s t n m
m 1, 2 , n 1, 2,


cosm
逆变电源技术
逆变器的脉宽调制技术PWM(Pulse Width 脉宽调制技术与多重叠加法相比较，有以下 脉冲宽 调制相 载波波 载波比 Modulation)是用一种参考波(通常是正弦波，有时 显著的优点： 度 数 形 也用阶梯波或方波等)为“调制波”(modulating 1）电路简单，只用一个功率控制级就可以调 waves)，而以N倍于调制波频率的正三角波(有时也 节电压输出，又可以调节输出频率。 同步 等脉宽调 用锯齿波)为“载波”(carrier wave)。由于正三角 两相调制 非对称 2）可以使用不可控整流桥，使系统对电网的 制 波或锯齿波的上下宽度是线性变化的波形，因此它 功率因素与逆变器输出电压值无关。 与调制波相交时，就可以得到一组幅值相等，而宽 非同步 3）可以同时进行调频、调压，与中间直流环 度正比于调制波函数值的矩形脉冲序列用来等效调 不等脉宽 节的元件参数无关，系统的动态响应速度快。 制波，用开关量取代模拟量，并通过对逆变器开关 三相调制 对称 同步-非 调制 管的通断控制，把直流电变成交流电，这一种技术 4）可以获得更好的波形改善效果。 同步交替 就叫做脉宽调制技术。

u Ao
2k (1 M sin Y ) tc 2 2 E 2 X mM E m J 0 2 1 cosmtc 2kNst (1 M sin Y ) sin m 2 2 m 1, 3, u AO 2k (1 M sin Y ) tc 2 2 E 2 cosm n 1sin mt cosm N n t mM X E 2 m J n 2 c 2k (1 M sin Y ) s m 1, 3, n 2 , 4 , 2 2 E 2 m J n mM cosm n 11 cosmtc cosm N n s t 2


tc sin ns t

2E m m 2 , 4 ,


J
mM 0 2

sin m
mM n 2
tc 2
cosm Ns t
tc 2
2E m m 1, 3, n 2 , 4 , 2E m m 2 , 4 , n 1, 3,




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 4
E
E
T1
T3
T5
a
THD b
T6
U n
U1
2
100%
c
滤 波 器
负 载
T4
T2
Uc Us
uab U abm ( n ) sin ns t
u ao
U abm ( n )
u bo u ab
4E


3 2

3 2
cos15M 1 sin 15M 2

Uc Us
uab U abm ( n ) sin ns t

u Ao
t 2E sin s t m2J 0 mM cos m M csin Y m Ncs t k 2 2 (1 2 sin ) t2 2 E 2 X1,3, m tc 2k 2 2 (1 M sin Y ) 2 u 2 E tc AO mM 2k 2 2 (1 M n Y 2 m J n 2 cos m 2 sin m N sin )s t tc E X m 1, 3, n 2 , 4 , 2 tc 2k 2t 2 (1 M sin Y ) 2 2E m J n mM cos m 2 c sin m N n s t 2 ME 2 m 2 , 4 , n 1, 3,
2k M sin Y u L ME sin s t X 2E cos 0 2sin Ym m n 1, 2k 1, 2, M , uL J 0 m M E X 2k M sin Y sinm N n s t n m 2k M sin Y
4E
J n mM 2 m m 2 , 4 , n 1, 3,

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，得出以下结论： 调制波起始点位置在三角波下降沿零点处的波形较好，它既对称于原 点，又对称于横轴。
当N的数值较高时，调制波起始点位置与N取奇数 还是偶数对波形的影响很小，可以随便选取，调制 波与载波可以同步工作，也可以非同步工作； 当N的数值取得较小时，例如N<22时，为了避免 基波与变频谐波频率接近而发生跳动，并得到较好 的三相脉宽调制波形，必须做到以下三点： 1）调制波与载波必须同步工作； 2）N必须取3的奇整倍数； 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。
T4 T6
sin
sin
s
mNC n 2
6

2 n 6 T2 2

n
O’
u AB
4E
3 2
ME cos s 26

J n mM 2 m m 1, 3, n 2 , 4 ,


sin mN n 2 cosm N n s 26 6 sin mN n 2 cosm N n s 26 6




与M<=1的线性区比较，在过调制区将出现更多的 边频谐波围绕在N及其倍数的谐波频率中心。在线 性区内出现的一些主要谐波幅值过大的现象在过调 制区不再存在。 M过大时，SPWM演变到方波区，输出电压的幅值 不能再通过SPWM调制方法改变。 过调制的优点是直流电源电压的利用率高，缺点是 输出波形较差，基波电压幅值与M值的增大不成比 例。
u ao
U abm ( n )
u bo u ab
4E


3 2

3 2
cos30M 3 sin 30M 2

SPWM正弦波脉宽调制法（Sinusoidal PWM）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），三阶式的PWM波形有正、负和零 三种（单极性调制）。
对于SPWM三相半桥式逆变器，由于所用开关管固 引起实际输出电压波形畸变的因素有三个： 有存储时间的影响，开通时间往往小于关断时间， 1）死区与死区的设置方式； 因此很容易发生桥臂两只开关管同时导通的短路故 2）感性负载时反馈二极管的续流； 障，为了避免这种故障，通常要设置开关时滞，也 可以成为死区。 3）负载功率因素。 死区的设置方式有两种： 其中死区和二极管续流是实际波形发生畸变 一种是提前一半死区时间关断，延滞一半死区时间 的根本原因。 开通，称为双边对称设置； 设置方式和负载功率因素的影响只是改变误 另一种是按时关断，延滞死区时间开通，称为单边 差波的脉冲分布状态。 不对称设置。