【正文】 1002+12 34+02+4+01+3+5+0 . 20 . 40 . 60 . 81 . 01 . 2kn= 1 . 0= 0 . 8M = 0 . 5M = 0角 頻 率(nwc + kw)圖 6 1 4 三 相 橋 式 P W M 逆 變 電 路 輸 出 線 電 壓 頻 譜 圖諧波振幅nmMM角 頻 率s圖 三 相 橋 式 逆 變 電 路 輸 出 線 電 壓 頻 譜 圖諧波振幅三相橋式 PWM逆變電路輸出線電壓頻譜圖 電壓型正弦波逆變器 5. SPWM諧波及其特征 。 2 ?s以及2?c177。 ? 所不同的是 ， 三相電壓型逆變器 SPWM控制時 ， 載波角頻率?c及其整數(shù)倍諧波全為零 ， 并且它們的上下邊頻中的零序諧波成分也不存在了 。 10012諧波振幅0 . 20 . 40 . 60 . 81 . 01 . 2mnM = 1M = 0 . 5角 頻 率+3 + 5 + 1+3 + 50 + 1 + 3 + 5 + 7 0+1 + 3 + 5 3s() wm N + n單相單極性 SPWM輸出電壓頻譜 10012諧波振幅0 . 20 . 40 . 60 . 81 . 01 . 2mn角 頻 率+3 + 5003s c s() ? w ? w ? wm N n m n1 . 4+ 2+ 4+ 1+ 3+ 5+ 2+ 40 ??0單相雙極性 SPWM輸出電壓頻譜 電壓型正弦波逆變器 5. SPWM諧波及其特征 3） 三相 SPWM諧波及其特征 ? 對于三相電壓型逆變器的 SPWM控制 ， 用與上述分析同樣的方法可以求出逆變器輸出線電壓的方程式為 1 , 2 , 1 , 2 ,3 2 4 2c o s ( ) s i n2 6 2nA B smmmMJE m nu M E tm??w ? ??? ? ?? ? ? ??????????? ? ? ???????… …? ? ? ?2 2sin sin6 6 2sm N n nm N n t n? ??w?? ????? ? ? ?????????? 同理也可以求出 uBC、 uCA的方程式 。 ? 當(dāng)雙極性 SPWM波的載波比為單極性 SPWM波的載波比的一半時，即雙極性 SPWM波頻譜中的 m為 2， 4，6， … 的 載波諧波的上下邊頻成分 ，分別與單極性 SPWM波中 m為 1， 2，3， … 的相應(yīng)成分完全一致；而雙極性 SPWM波中為 1， 3， 5， … 的載波、 載波諧波及上下邊頻成分 在單極性 SPWM波中為零。 ? 其 PWM波形中 不含低次諧波 ， 其諧波主要分布在載波角頻率 ?c以及2 ?c 、 3 ?c附近 ， 并以載波角頻率 ?c附近的諧波幅值為最大 。 10012諧波振幅0 . 20 . 40 . 60 . 81 . 01 . 2mn角 頻 率+3 + 5003s c s() ? w ? w ? wm N n m n1 . 4+ 2+ 4+ 1+ 3+ 5+ 2+ 40 ? ? ? 電壓型正弦波逆變器 5. SPWM諧波及其特征 2） 單相單極性 SPWM諧波及其特征 ? 以載波角頻率為基準(zhǔn)并采用雙重傅立葉級數(shù)諧波分析法 ， 可以推導(dǎo)出單相電壓型逆變器采用單極性 SPWM控制時的輸出電壓諧波方程 ? ?1 , 2 , 1 , 3,2s in ( ) c o sLsmmEu M E t mw ? ??? ? ?? ? ? ?? ? ? ??… …? ? ? ?sinnsJ mM mN n t nm? w???????? 由上式可以畫出單相電壓型逆變器采用單極性 SPWM控制時時的頻譜分布及諧波幅值與 M的關(guān)系 。 電壓型正弦波逆變器 5. SPWM諧波及其特征 1） 單相雙極性 SPWM諧波及其特征 ? 可畫出單相電壓型逆變器采用雙極性 SPWM控制時等于任意正整數(shù)時的頻譜分布及諧波幅值與 M的關(guān)系。 電壓型正弦波逆變器 5. SPWM諧波及其特征 1） 單相雙極性 SPWM諧波及其特征 ? 以載波角頻率為基準(zhǔn)并采用雙重傅立葉級數(shù)諧波分析法，可以推導(dǎo)出單相電壓型逆變器采用雙極性 SPWM控制時的輸出電壓諧波方程 ? ?1 , 3, 5 ,4 2s i n ( ) s i n c o s2L s smmMEmu M E t m N tm??w ? w?????????? ? ? ? 0…J? ?1 , 2 , 1 , 2 ,4 2 s i n c o s22nsmmmMJE m n nm N n t nm??? w ??? ? ?? ? ? ??????? ? ? ???? ? ? ?????? ? ? ???… …? M ——相對于載波的諧波次數(shù)； ? N——相對于調(diào)制波的諧波次數(shù)。 ? 對異步調(diào)制而言，無法以調(diào)制波角頻率為基準(zhǔn)并將其分解為調(diào)制波角頻率倍數(shù)的諧波，為此需要考慮以載波頻率為基準(zhǔn)的 邊頻帶諧波分布 情況，需要 雙重傅立葉級數(shù)諧波分析法 。 ? 為了定量評價 SPWM輸出波形的品質(zhì)，必須定量研究SPWM諧波及其特征。 ? 使用載波對正弦信號波調(diào)制，會產(chǎn)生和載波有關(guān)的諧波分量。 y=sinωt+asin3ωt 2/312318 ?????? ??aaayM 電壓型正弦波逆變器 4. 三相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 2）鞍形調(diào)制波 SPWM控制 ? 令 d yM/da=0， 即可求出：當(dāng) a=1/6時 ，鞍形調(diào)制波的峰值 yM取得最小值 ， 且最小值 ??My2/312318 ?????? ??aaayM 電壓型正弦波逆變器 4. 三相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 ucurur 1uOwt如果以上述選擇的鞍形調(diào)制波進行 PWM控制，當(dāng)鞍形調(diào)制波的調(diào)制度為 時，其中基波調(diào)制度則為 1；而當(dāng)鞍形調(diào)制波的 調(diào)制度為 1時 （臨界過調(diào)制），其中的基波調(diào)制度則為， （過調(diào)制） 從而獲得最大程度的基波過調(diào)制。 ? 那么， 注入多大幅值的三次諧波 ，才能最大程度地提高三相電壓型逆變器的電壓利用率？ ucurur 1uOwtur 1uOwtur 3 電壓型正弦波逆變器 4. 三相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 2）鞍形調(diào)制波 SPWM控制 ? 單位峰值 （ 峰值為 1） 的正弦調(diào)制波信號 ? 注入峰值為 a的三次諧波信號 正弦波中注入三次諧波的鞍形調(diào)制波信號波形 a)鞍形調(diào)制波 b)最大程度的基波過調(diào)制 電壓型正弦波逆變器 4. 三相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 2）鞍形調(diào)制波 SPWM控制 ? 根據(jù)以上假設(shè) ， 合成后的鞍形調(diào)制波方程為 ? 由上式 ， 并令 d y/dωt=0， 即可求出鞍形調(diào)制波的峰值 yM為 ? 選擇某一峰值的三次諧波并將其注入單位峰值正弦波之中 ， 若能使合成后的鞍形調(diào)制波的峰值 yM最小 。由于三次諧波的引入，原正弦調(diào)制波變成 鞍形調(diào)制 波，而鞍形調(diào)制波在90176。 ? 如何引入某種特定的零序調(diào)制分量 ，并使其能極大地提高三相電壓型逆變器的電壓利用率。 ? 對于三相對稱無中線輸出的電壓型逆變器，由于不存在中線，若在每相相電壓中引入零序電壓，由于三相零序電壓的瞬時值相等，因此，零序電壓的引入將不會改變輸出線電壓波形。 ? 但這種使正弦調(diào)制波過調(diào)制的 SPWM控制，在其輸出基波幅值增加的同時（提高了電壓利用率），必然導(dǎo)致波形畸變，從而使 SPWM輸出諧波增加。 ? 此時，雖然方波調(diào)制波調(diào)制度為 1（臨界過調(diào)制），但由于其方波調(diào)制波中對應(yīng)基波的調(diào)制度已大于 1（過調(diào)制），從而使電壓利用率得以提高。 導(dǎo)電型方波控制可由以 180176。 導(dǎo)電型控制時的方波逆變器電壓利用率（約為 ）低。 +_+_VU ,1GVU ,4GVU ,6GVU ,3G1T6T4T3T 1 1_VU ,5GVU ,2G5T2T 1參考波形成V R++++___rfV*0V0Vr mVa r( t )Vb r( t )Vc r( t )+_2）鞍形調(diào)制波 SPWM控制 ? 對采用三相雙極性 SPWM控制的三相電壓型正弦波逆變器線電壓波形進行傅立葉分析，可得到其輸出線電壓的 最大 基波幅值 為 ? 而對于 180176。2dU 電壓型正弦波逆變器 4. 三相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 電壓型正弦波逆變器 4. 三相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 1）三相雙極性 SPWM控制