【正文】 PWM控制 ? 所謂 單極性 SPWM控制是指逆變器的輸出脈沖具有單極性特征 。為此，必須采用使三角載波極性與正弦調(diào)制波極性相同的所謂單極性三角載波調(diào)制。即無論輸出正、負(fù)半周，輸出脈沖全為 正、負(fù)極性跳變的雙極性脈沖 。 ? 為實(shí)現(xiàn)雙極性 SPWM控制，需對逆變器的功率管進(jìn)行互補(bǔ)控制。 a )twtw2πcurabu2πiuiu?OO+_32 GG , UU41 GG , UU,1TV4TV( ),2TV3TV( ) 1curb )雙極性 SPWM控制時(shí)的調(diào)制波形 相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號生成電路 +V T 1V T 2V T 3V T 4V D 4V D 3V D 2V D 1ZoiiuC oua )twtw2πcurabu2πiuiu?OO2）雙極性 SPWM控制 ? 當(dāng)正弦調(diào)制波信號瞬時(shí)值大于三角載波信號瞬時(shí)值時(shí) ， 比較器的輸出極性為正 ， VTVT4導(dǎo)通有效 ， 而 VT VT3關(guān)斷有效 ， 逆變器輸出為正極性的 SPWM電壓脈沖 。 ? 雙極性 SPWM控制由于采用了正 、 負(fù)對稱的雙極性三角載波 ， 從而簡化了 SPWM控制信號的發(fā)生 。 ? 倍頻單極性 SPWM控制有 調(diào)制波反相 和 載波反相 兩種 PWM控制模式，具體討論如下： ① 調(diào)制波反相的倍頻單極性 SPWM控制模式 ? 功率管驅(qū)動(dòng)信號生成原理電路與雙極性 SPWM控制時(shí)的功率管驅(qū)動(dòng)信號生成原理電路類似。 的調(diào)制波信號 +_1TV 1curb )V T2tcwcuoru tcwoc 電壓型正弦波逆變器 3. 單相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 +V T 1V T 2V T 3V T 4V D 4V D 3V D 2V D 1ZoiiuCou 電壓型正弦波逆變器 3. 單相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 3）倍頻單極性 SPWM控制 tcwtcwcuootcwaouoru2iu2iu?tcwtcwbouooabuiuiu?rucura )+V T 1V T 2V T 3V T 4V D 2V D 1Zoiiu1C ou2Cabo+_1TV 1curb )V T23）倍頻單極性 SPWM控制 ② 載波反相的倍頻單極性 SPWM控制模式 ? 功率管驅(qū)動(dòng)信號生成原理電路與雙極性 SPWM控制時(shí)的功率管驅(qū)動(dòng)信號生成原理電路類似。的對稱雙極性載波信號 ，其 SPWM相關(guān)波形如圖 439b所示。 ? 表明：如果載波頻率與單極性SPWM控制時(shí)的載波頻率相同，這種 倍頻單極性 SPWM控制的逆變器輸出脈沖的調(diào)制頻率是單極性 SPWM控制時(shí)的兩倍 。 ? 倍頻單極性 SPWM控制由于控制簡單且具有輸出倍頻特性，因而是一種優(yōu)化的單相電壓型正弦波逆變器的SPWM控制方案。 電壓型正弦波逆變器 3. 單相電壓型正弦波逆變器的 PWM控制 ? 三相電壓型正弦波逆變器原理電路如下圖所示 。 dU1VT2VT3VT4VT5VT6VT 5VD1VD 3VD4VD 6VD 2VDabc aZbZ 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 ? 是三相電壓型正弦波逆變器基本的 SPWM控制方案，這種控制方案對每相橋臂采用雙極性SPWM控制，即三相橋臂采用同一個(gè)三角載波信號，而三相橋臂的調(diào)制波則采用三相對稱的正弦波信號。 ruO twau bu cu+_+_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 )+_twruaouOObouOcouOtwtwtwau bu cudU 1VT 2VT3VT4VT5VT6VT 5VD1VD 3VD4VD 6VD 2VDabc aZbZ 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 ? 主要特點(diǎn)如下 ： ① 相對于逆變器直流電壓中點(diǎn)的輸出相電壓波形為雙極性 SPWM波形，且幅值為177。 ② 逆變器輸出的線電壓波形為單極性 SPWM波形，且幅值為 177。 三相橋式 PWM逆變電路波形 ucur Uur Vur WuuU N 39。uU NUdOOOOOO2Ud2Ud2Ud2Ud3Ud32 UdtwtwtwtwtwtwuU VUduW N 39。 ? 由于三相雙極性 SPWM控制的實(shí)現(xiàn)較為簡單，因而成為在實(shí)際應(yīng)用中最為廣泛采用的方案。 導(dǎo)電型控制的三相電壓型方波逆變器，同理采用傅立葉分析，可得到其輸出線電壓的 最大 基波幅值 為 ? 若定義 逆變器輸出線電壓的最大基波幅值與逆變器直流電壓之比為電壓型逆變器的最大 電壓利用率 ，顯然，三相雙極性 SPWM控制時(shí)的正弦波逆變器電壓利用率（約為 ）較 180176。 ? 那么， 為何方波控制時(shí)的電壓利用率較高呢 ？ dd UU 8 6 ?dd UU ?? 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 ? 實(shí)際上， 180176。 方波為調(diào)制波且調(diào)制度為 1時(shí)的方波 PWM控制來等效。 ? 因此，為了提高 SPWM控制時(shí)的電壓利用率，最直接的方法就是使正弦調(diào)制波的峰值大于三角載波的峰值，使SPWM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 ? 如何在不增加 SPWM輸出諧波的同時(shí)， 有效地提高電壓型逆變器SPWM控制時(shí)的電壓利用率呢 ？ ? 試設(shè)想：如果能在 PWM調(diào)制波信號臨界過調(diào)制時(shí) 使調(diào)制波信號中的基波分量過調(diào)制 ，并且由此而導(dǎo)致的 三相調(diào)制波信號的畸變并不影響三相電壓型逆變器 SPWM線電壓的波形品質(zhì) ，就可以實(shí)現(xiàn)在不增加諧波的同時(shí)，有效地提高電壓型逆變器 SPWM控制時(shí)的電壓利用率。 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 ? 如果在三相電壓型逆變器每相橋臂的正弦調(diào)制波信號中引入零序分量，雖然會(huì)使調(diào)制波信號發(fā)生畸變，但利用這種畸變的調(diào)制波信號進(jìn)行 PWM控制，其結(jié)果并不會(huì)影響三相電壓型逆變器的線電壓波形品質(zhì) —— 是一種基于線電壓的 SPWM控制方案 。 ucur 1uOwt 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 ? 最簡單的零序分量可選擇 三次諧波 。 兩側(cè)可形成類似的“平頂”，從而有效地提高三相電壓型逆變器的電壓利用率。 此時(shí) ， 若合成后的鞍形調(diào)制波“ 臨界過調(diào)制 ” ， 則相應(yīng)的正弦調(diào)制波將取得最大程度的 “ 過調(diào)制 ” 。 2 / 3 1 .1 5 5?注入三次諧波的鞍形調(diào)制波 PWM控制時(shí)的電壓利用率比正弦調(diào)制波 PWM控制時(shí)的電壓利用率最大能 提高約 %。 ? 諧波 頻率和幅值 是衡量 PWM逆變電路性能的重要指標(biāo)之一。 ? SPWM的波形調(diào)制包括同步調(diào)制和異步調(diào)制。 ? 考慮到同步調(diào)制是異步調(diào)制的特例，因此，這種雙重傅立葉級數(shù)諧波分析法也同樣適用于 SPWM的同步調(diào)制。 ? 當(dāng)單相電壓型逆變器采用雙極性 SPWM控制時(shí)，其 基波幅值與調(diào)制度成正比 ，故通過調(diào)節(jié)正弦調(diào)制波的幅值就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。 ? 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。 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 ? 載波采用單極性三角波的單極性 SPWM波形的諧波含量比載波采用雙極性三角波的雙極性 SPWM波的諧波含量要小得多 。 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 電壓型正弦波逆變器 5. SPWM諧波及其特征 ? 當(dāng) m=1時(shí)，對同樣的值， 單極性SPWM波的諧波幅值，明顯比雙極性 SPWM波的諧波幅值小 。 ? 以上分析表明， 相對于雙極性SPWM而言，單極性 SPWM具有更低的輸出諧波 。 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 ? 與上述單相 SPWM諧波及其特征相比較 ， 其共同點(diǎn)就是 均不含有低次諧波 。 諧波中幅值較高的諧波是 ?c177。 ?s