發布日期：2022-04-20 點擊率：50
正弦脈寬調制法(SPWM)是將每一正弦周期內的多個脈沖作自然或規則的寬度調制，使其依次調制出相當于正弦函數值的相位角和面積等效于正弦波的脈沖序列，形成等幅不等寬的正弦化電流輸出。其中每周基波(正弦調制波)與所含調制輸出的脈沖總數之比即為載波比。
由于全控型電力半導體器件的出現，不僅使得逆變電路的結構大為簡化，而且在控制策略上與晶閘管類的半控型器件相比，也有著根本的不同，由原來的相位控制技術改變為脈沖寬度控制技術，簡稱PWM技術。 PWM技術可以極其有效地進行諧波抑制，在頻率、效率各方面有著明顯的優點使逆變電路的技術性能與可靠性得到了明顯的提高。采用PWM方式構成的逆變器，其輸入為固定不變的直流電壓，可以通過PWM技術在同一逆變器中既實現調壓又實現調頻。由于這種逆變器只有一個可控的功率級，簡化了主回路和控制回路的結構，因而體積小、質量輕、可靠性高。又因為集調壓、調頻于一身，所以調節速度快、系統的動態響應好。此外，采用PWM技術不僅能提供較好的逆變器輸出電壓和電流波形，而且提高了逆變器對交流電網的功率因數。 把每半個周期內，輸出電壓的波形分割成若干個脈沖，每個脈沖的寬度為每兩個脈沖間的間隔寬度為t2，則脈沖的占空比為Y。此時，電壓的平均值和占空比成正比，所以在調節頻率時，不改變直流電壓的幅值，而是改變輸出電壓脈沖的占空比，也同樣可以實現變頻也變壓的效果。
1.SPWM的概念工程實際中應用最多的是正弦PWM法(簡稱SPWM)，它是在每半個周期內輸出若干個寬窄不同的矩形脈沖波，每一矩形波的面積近似對應正弦波各相應每一等份的正弦波形下的面積可用一個與該面積相等的矩形來代替，于是正弦波形所包圍的面積可用這N個等幅(Vd)不等寬的矩形脈沖面積之和來等效。各矩形脈沖的寬度自可由理論計算得出，但在實際應用中常由正弦調制波和三角形載波相比較的方式來確定脈寬：因為等腰三角形波的寬度自上向下是線性變化的，所以當它與某一光滑曲線相交時，可得到一組幅值不變而寬度正比于該曲線函數值的矩形脈沖。若使脈沖寬度與正弦函數值成比例，則也可生成SPWM波形。在工程應用中感興趣的是基波，假定矩形脈沖的幅值Vd恒定，半周期內的脈沖數N也不變，通過理論分析可知，其基波的幅值V1m脈寬δi有線性關系。在進行脈寬調制時，使脈沖系列的占空比按正弦規律來安排。當正弦值為最大值時，脈沖的寬度也最大，而脈沖間的間隔則最小。反之，當正弦值較小時，脈沖的寬度也小，而脈沖間的間隔則較大;這樣的電壓脈沖系列可以使負載電流中的高次諧波成分大為減小，稱為正弦波脈寬調制。 SPWM方式的控制方法可分為多種。從實現的途徑可分為硬件電路與軟件編程兩種類型;而從工作原理上則可按調制脈沖的極性關系和控制波與載波間的頻率關系來分類。按調制脈沖極性關系可分為單極性SPWM和雙極性SPWM兩種。
3.雙極性SPWM法雙極性控制則是指在輸出波形的半周期內，逆變器同一橋臂中的兩只元件均處于開關狀態，但它們之間的關系是互補的，即通斷狀態彼此是相反交替的。這樣輸出波形在任何半周期內都會出現正、負極性電壓交替的情況，故稱之為雙極性控制。與單極性控制方式相比，載波和控制波都變成了有正、負半周的交流方式，其輸出矩形波也是任意半周中均出現正負交替的情況。4.SPWM生成方法正弦脈寬調制波(SPWM)的生成方法可分為硬件電路與軟件編程兩種方式。按照前面講述的PWM逆變電路的基本原理和控制方法，可以用模擬電路構成三角波載波和正弦調制波發生電路，用比較器來確定它們的交點，在交點時刻對功率開關器件的通斷進行控制，就可以生成SPWM波形。但這種模擬電路結構復雜，難以實現精確的控制。微機控制技術的發展使得用軟件生成的SPWM波形變得比較容易，因此，SPWM波形的生成和控制多用微機來實現。
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