第4章++逆變電路

第4章逆變電路

引言

4.1電壓型逆變電路

4.2電流型逆變電路

4.3多重逆變電路和多電平逆變電路

4.4SPWM逆變控制技術(shù)

本章小節(jié)第4章逆變電路?

引言逆變的概念

逆變——與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電。交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變。交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變。逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。主要應(yīng)用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽(yáng)能電池等。交流電機(jī)調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等電力電子裝置的核心部分都是逆變電路。本章講述無(wú)源逆變以單相橋式逆變電路為例說(shuō)明逆變電路最基本的工作原理圖4-1逆變電路及其波形舉例負(fù)載a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2S1~S4是橋式電路的4個(gè)臂，由電力電子器件及輔助電路組成。第4章逆變電路?

引言S1、S4閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，負(fù)載電壓uo為正。S1、S4斷開(kāi)，S2、S3閉合時(shí)，負(fù)載電壓uo為負(fù)。直流電交流電第4章逆變電路?

引言1）逆變電路的分類——根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同第4章逆變電路?

引言電壓型逆變電路——又稱為電壓源型逆變電路VoltageSourceInverter-VSI直流側(cè)是電壓源電流型逆變電路——又稱為電流源型逆變電路CurrentSourceInverter-CSI直流側(cè)是電流源2）逆變電路的分類——根據(jù)主電路結(jié)構(gòu)的不同第4章逆變電路?

引言主電路結(jié)構(gòu)——半橋逆變器、全橋逆變器、二電平逆變器、多電平逆變器。單相全橋逆變電路單相半橋逆變電路4.1電壓型逆變電路

4.1.1

單相電壓型逆變電路

4.1.2

三相電壓型逆變電路4.1.1單相電壓型逆變電路1)全橋逆變電路共四個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂由一個(gè)可控器件組成，負(fù)載上就可以得到交流電壓

，這是一個(gè)幅值為直流電源電壓

的周期性交變電壓，相應(yīng)的電流為

。兩對(duì)橋臂交替導(dǎo)通180°。改變輸出交流電壓的有效值只能通過(guò)改變直流電壓Ud來(lái)實(shí)現(xiàn)。4.1.1單相電壓型逆變電路1)全橋逆變電路工作原理V1、V4和V2、V3柵極信號(hào)在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。V1、4或V2、3通時(shí)，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1、4或VD2、3通時(shí)，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、4、VD2、3稱為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。4.1.1單相電壓型逆變電路矩形波uo展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)其中基波的幅值Uo1m和基波有效值Uo1分別為逆變電路輸出的交流電壓基波最大幅值

和直流電壓之比稱為直流電壓利用率（或逆變電路輸出電壓增益），提高直流電壓利用率可以提高逆變器的輸出能力，因此這是逆變器性能的一個(gè)重要指標(biāo)。4.1.1單相電壓型逆變電路阻感負(fù)載時(shí)，還可采用移相得方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓－移相調(diào)壓。V3的基極信號(hào)比V1落后q

（0＜q

＜180°）。V3、V4的柵極信號(hào)分別比V2、V1的前移180°－q。輸出電壓是正負(fù)各為q的脈沖。改變q就可調(diào)節(jié)輸出電壓。圖4-4單相全橋逆變電路的移相調(diào)壓方式4.1.1單相電壓型逆變電路1）半橋逆變電路u圖4－6單相半橋電壓型逆變電路及其工作波形a)ttOOONb)oUm-Umiot1t2t3t4t5t6V1V2V1V2VD1VD2VD1VD2工作原理V1和V2柵極信號(hào)在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時(shí)，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1或VD2通時(shí)，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。4.1.1單相電壓型逆變電路半橋逆變電路的電壓計(jì)算公式與全橋電路的輸出電壓公式基本相同，只是式中的Ud要換成Ud/2。因而，可以看出全橋逆變電路的直流電壓利用率（輸出電壓增益）比半橋逆變電路要高。優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，使用器件少。缺點(diǎn)：輸出交流電壓幅值為Ud/2，且直流側(cè)需兩電容器串聯(lián)，要控制兩者電壓均衡。應(yīng)用：用于幾kW以下的小功率逆變電源。單相全橋、三相橋式都可看成若干個(gè)半橋逆變電路的組合。4.1.1單相電壓型逆變電路3）帶中心抽頭變壓器的逆變電路圖4-8帶中心抽頭變壓器的逆變電路Ud和負(fù)載參數(shù)相同，變壓器匝比為1：1：1時(shí)，uo和io波形及幅值與全橋逆變電路完全相同。與全橋電路的比較：比全橋電路少用一半開(kāi)關(guān)器件。器件承受的電壓為2Ud，比全橋電路高一倍。必須有一個(gè)變壓器。交替驅(qū)動(dòng)兩個(gè)IGBT，經(jīng)變壓器耦合給負(fù)載加上矩形波交流電壓。兩個(gè)二極管的作用也是提供無(wú)功能量的反饋通道。4.1.2三相電壓型逆變電路三個(gè)單相逆變電路可組合成一個(gè)三相逆變電路應(yīng)用最廣的是三相橋式逆變電路圖4-9三相電壓型橋式逆變電路4.1.2三相電壓型逆變電路基本工作方式——180°導(dǎo)電方式每橋臂導(dǎo)電180°，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度差120°。任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通。每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱為縱向換流。

各管的導(dǎo)通情況依次是V1、V2、V3；V2、V3、V4；V3、V4、V5；V4、V5、V6；V5、V6、V1；V6、V1、V2；4.1.2三相電壓型逆變電路4.1.2三相電壓型逆變電路線電壓由相電壓相減得出：線電壓的波形是寬為1200的矩形波，各線電壓波形依次相差1200。4.1.2三相電壓型逆變電路

式中，，k為自然數(shù)。負(fù)載相電壓uBO展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)得電壓輸出相電壓有效值UBO為基本的數(shù)量關(guān)系相電壓中無(wú)余弦項(xiàng)、偶次項(xiàng)和3的倍數(shù)次諧波。電壓中最低為5次諧波，含量為基波的20%，其余為7次諧波，含量為基波的14.2%。4.1.2三相電壓型逆變電路式中，，k為自然數(shù)?；镜臄?shù)量關(guān)系負(fù)載線輸出線電壓uBC展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)得電壓輸出線電壓有效值UBC為線電壓中的諧波分量與相電壓中的諧波分量相同，只是符號(hào)不同，使波形產(chǎn)生差異。線電壓比相電壓的幅值大線電壓與相電壓有效值之間仍有

倍的關(guān)系。4.1.2三相電壓型逆變電路180°導(dǎo)電方式逆變器中，防止同一相上下兩橋臂的開(kāi)關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通而引起直流側(cè)電源短路，應(yīng)采取“先斷后通”。先給應(yīng)關(guān)斷的器件關(guān)斷信號(hào)，待其關(guān)斷后留一定的時(shí)間裕量，然后再給應(yīng)導(dǎo)通的器件發(fā)出開(kāi)通信號(hào)，即在兩者之間留一個(gè)短暫的死區(qū)時(shí)間。一相上下兩橋臂間的換流過(guò)程和半橋電路相似。4.1.2三相電壓型逆變電路120°導(dǎo)電方式由于同一橋臂中上下兩管有600

的導(dǎo)通間隙，對(duì)換流的安全有利，但管子的利用率較低，并且若電機(jī)采用星型接法，則始終有一相繞組斷開(kāi)，在換流時(shí)該相繞組中會(huì)引起較高的感應(yīng)電勢(shì)，應(yīng)采用過(guò)電壓保護(hù)措施。

各管的導(dǎo)通情況依次是00~60°V6、V1；600~120°V1、V2；4.1.2三相電壓型逆變電路當(dāng)逆變器的負(fù)載為感性時(shí)，逆變器必須設(shè)置滯后電流的續(xù)流回路。負(fù)載已知時(shí)，可由相電壓uAO波形求出iA波形。和之和組成iA的正向電流，。橋臂1、3、5的電流相加可得直流側(cè)電流id的波形，id每60°脈動(dòng)一次，直流電壓基本無(wú)脈動(dòng)，因此逆變器從交流側(cè)向直流側(cè)傳送的功率是脈動(dòng)的，電壓型逆變電路的一個(gè)特點(diǎn)。感性負(fù)載下的三相橋式逆變器和無(wú)功能量的反饋

在感性負(fù)載下，反饋二極管是必不可少的。它既能提供感性負(fù)載電流的通道，避免過(guò)電壓的出現(xiàn)、又可減少電流、改善逆變器的效率。4.1.3逆變器有功功率的反饋在電壓型逆變器向電網(wǎng)反饋能量時(shí)，必須專門(mén)設(shè)置一個(gè)用來(lái)反饋能量的有源逆變電橋；原因：電壓型逆變器的直流電壓極性不變，故必須使直流電流反向才能反饋能量，因而反饋用的逆變橋，必須反并聯(lián)，使反方向的反饋電流進(jìn)入電網(wǎng)。與電流型逆變器相比，這是較大的缺點(diǎn)。換流——電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程，也稱為換相。換流方式可分為：4.2

電流型逆變電路1)器件換流（DeviceCommutation）利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。在采用IGBT

、電力MOSFET

、GTO

、GTR等全控型器件的電路中的換流方式是器件換流。2)

電網(wǎng)換流（LineCommutation）電網(wǎng)提供換流電壓的換流方式。3)

負(fù)載換流（LoadCommutation）

由負(fù)載提供換流電壓稱為負(fù)載換流。凡是負(fù)載電流的相位超前于負(fù)載電壓的場(chǎng)合，都可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。4)強(qiáng)迫換流（ForcedCommutation）

設(shè)置附加的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反向電壓或反向電流的換流方式稱為強(qiáng)迫換流。電流型逆變電路主要特點(diǎn)

(1)

直流側(cè)串大電感，電流基本無(wú)脈動(dòng)，相當(dāng)于電流源。4.2

電流型逆變電路直流電源為電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。圖4-11電流型三相橋式逆變電路(2)

交流輸出電流為矩形波，與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。輸出電壓波形和相位因負(fù)載不同而不同。

(3)直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，不必給開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)二極管。電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應(yīng)用較多。換流方式有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流。4.2

電流型逆變電路

4.2.1

單相電流型逆變電路

4.2.2

電壓型逆變電路和電流型逆變電路的區(qū)別

4.2.1

單相電流型逆變電路1)電路原理圖4－12單相橋式電流型（并聯(lián)諧振式）逆變電路由四個(gè)橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂的晶閘管各串聯(lián)一個(gè)電抗器，用來(lái)限制晶閘管開(kāi)通時(shí)的di/dt。工作方式為負(fù)載換流。多用于感應(yīng)加熱爐的電感線圈供電的中頻電源。電容C和L、R構(gòu)成并聯(lián)諧振電路（略容性）。輸出電流波形接近矩形波，含基波和各奇次諧波，且諧波幅值遠(yuǎn)小于基波。4.2.1

單相電流型逆變電路tOtOtOtOtOtOtOtOuG1,4uG2,3iTioIdt1t2t3t4t5t6t7tfuotguABtdtbIdiVT1,4iVT2,3uVT2,3uVT1,4圖4－13并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形2)工作分析一個(gè)周期內(nèi)有兩個(gè)導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段。t1~t2：VT1和VT4穩(wěn)定導(dǎo)通階段，iｏ=Id，t2時(shí)刻前在C上建立了左正右負(fù)的電壓。t2~t4：t2時(shí)觸發(fā)VT2和VT3開(kāi)通，進(jìn)入換流階段。LT使VT1、VT4不能立刻關(guān)斷，電流有一個(gè)減小過(guò)程。VT2、VT3電流有一個(gè)增大過(guò)程。4個(gè)晶閘管全部導(dǎo)通，負(fù)載電容電壓經(jīng)兩個(gè)并聯(lián)的放電回路同時(shí)放電。LT1、VT1、VT3、LT3到C；另一個(gè)經(jīng)LT2、VT2、VT4、LT4到C。4.2.1

單相電流型逆變電路t=t4時(shí)，VT1、VT4電流減至零而關(guān)斷，換流階段結(jié)束。t4－t2=tg

稱為換流時(shí)間。保證晶閘管的可靠關(guān)斷晶閘管需一段時(shí)間才能恢復(fù)正向阻斷能力，換流結(jié)束后還要使VT1、VT4承受一段反壓時(shí)間tb。tb=t5-t4應(yīng)大于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間tq。。io在t3時(shí)刻，即iVT1=iVT2時(shí)刻過(guò)零，t3時(shí)刻大體位于t2和t4的中點(diǎn)。tOtOtOtOtOtOtOtOuG1,4uG2,3iTioIdt1t2t3t4t5t6t7tfuotguABtdtbIdiVT1,4iVT2,3uVT2,3uVT1,4圖4－13并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形為保證可靠換流應(yīng)在uo過(guò)零前td=t5-t2時(shí)刻觸發(fā)VT2、VT3。.td為觸發(fā)引前時(shí)間(4-16)io超前于uo的時(shí)間

(4-17)表示為電角度(4-18)w為電路工作角頻率；g、b分別是tg、tb對(duì)應(yīng)的電角度。忽略換流過(guò)程，io可近似成矩形波，展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)

(4-19)基波電流有效值

(4-20)負(fù)載電壓有效值Uo和直流電壓Ud的關(guān)系（忽略Ld的損耗，忽略晶閘管壓降）(4-21)4.2.1

單相電流型逆變電路（1）濾波環(huán)節(jié)電壓型逆變電路的直流濾波環(huán)節(jié)，是并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，相當(dāng)于電壓源，直流回路呈現(xiàn)低阻抗；而電流型逆變電路直流側(cè)串聯(lián)有大電感，直流側(cè)電流基本無(wú)脈動(dòng)，相當(dāng)于電流源，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。（2）輸出波形電壓型逆變電路輸出電壓是矩形波或階梯波，且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)，輸出電流波形含有高次諧波并對(duì)負(fù)載變化反應(yīng)迅速；而電流型逆變電路輸出電流是矩形波或階梯波，輸出電壓波形取決于負(fù)載，對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載，其波形接近于正弦波。4.2.2電壓型逆變電路和電流型逆變電路的區(qū)別（3）電路結(jié)構(gòu)對(duì)于電壓型逆變電路，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道。逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。對(duì)于電流型逆變電路，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用。因?yàn)榉答仧o(wú)功能量時(shí)直流電流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)二極管。4.2.2電壓型逆變電路和電流型逆變電路的區(qū)別（4）四象限運(yùn)行電壓型變換器不容易進(jìn)行四象限運(yùn)行，原因是回饋制動(dòng)時(shí)要求逆變橋運(yùn)行在整流狀態(tài)，而整流橋運(yùn)行在逆變狀態(tài)，由于直流環(huán)節(jié)接有大電容，因此改變極性很困難。為了使電壓型變換器進(jìn)行四象限運(yùn)行，就要再設(shè)置一個(gè)全控整流橋與原來(lái)的整流橋反并聯(lián)，反向的全控整流橋的作用主要是實(shí)現(xiàn)電機(jī)的回饋制動(dòng)。電流型逆變電路因直流環(huán)節(jié)串有大電感，在維持電流方向不變的情況下，逆變橋和整流橋可以很方便的改變極性，從而回饋電機(jī)的制動(dòng)功率。所以電流型逆變電路容易實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行。（5）負(fù)載電壓型變換器適用于帶多臺(tái)電機(jī)齊速運(yùn)行；電流型變換器適于單機(jī)拖動(dòng)，尤其適于加減速頻繁﹑需經(jīng)常反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。4.2.2電壓型逆變電路和電流型逆變電路的區(qū)別4.3

多重逆變電路和多電平逆變電路電壓型逆變電路——輸出電壓是矩形波，電流型逆變電路——輸出電流是矩形波，含有較多諧波。多重逆變電路把幾個(gè)矩形波組合起來(lái)，接近正弦。多電平逆變電路輸出較多電平，使輸出接近正弦。4.3

多重逆變電路和多電平逆變電路

4.3.1

多重逆變電路

4.3.2

多電平逆變電路4.3.1

多重逆變電路多重逆變電路電壓型、電流型都可多重化，以電壓型為例。單相電壓型二重逆變電路兩個(gè)單相全橋逆變電路組成，輸出通過(guò)變壓器T1和T2串聯(lián)起來(lái)。輸出波形：兩個(gè)單相的輸出u1和u2是180°矩形波。圖4-21二重逆變電路的工作波形120°60°180°tOtOtO三次諧波三次諧波u1u2uo圖4-20二重單相逆變電路4.3.1

多重逆變電路u1和u2相位錯(cuò)開(kāi)j=60°,其中的3次諧波就錯(cuò)開(kāi)了3×60°=180。變壓器串聯(lián)合成后，3次諧波互相抵消，總輸出電壓中不含3次諧波。uo波形是120°矩形波，含6k±1次諧波，3k次諧波都被抵消。多重逆變電路有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種串聯(lián)多重——把幾個(gè)逆變電路的輸出串聯(lián)起來(lái)，多用于電壓型。并聯(lián)多重——把幾個(gè)逆變電路的輸出并聯(lián)起來(lái)，多用于電流型。120°60°180°tOtOtO三次諧波三次諧波u1u2uo圖4-21二重逆變電路的工作波形圖4-20二重單相逆變電路4.3.2多電平逆變電路回顧圖4-9三相電壓型橋式逆變電路和圖4-10的波形。以N’為參考點(diǎn)，輸出相電壓有Ud/2和-Ud/2兩種電平，稱為兩電平逆變電路。圖4-10電壓型三相橋式逆變電路的工作波形tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud34.3.2多電平逆變電路

三電平逆變電路也稱中點(diǎn)鉗位型逆變電路（NeutralPointClamped）

當(dāng)A相開(kāi)關(guān)處于三種不同位置時(shí)，相對(duì)電源中點(diǎn)O的輸出電位為

、0、

。因此稱三點(diǎn)式或三電平逆變器。圖4-15三點(diǎn)式（三電平）逆變電路示意圖4.3.2多電平逆變電路

三電平逆變電路也稱中點(diǎn)鉗位型逆變電路（NeutralPointClamped）每橋臂由兩個(gè)全控器件串聯(lián)構(gòu)成，兩者中點(diǎn)通過(guò)鉗位二極管和直流側(cè)中點(diǎn)相連。圖4-25三電平逆變電路4.3.2多電平逆變電路以U相為例分析工作情況V11和V12（或VD11和VD12）通，V41和V42斷，UO'間電位差為Ud/2。V41和V42（或VD41和VD42）通，V11和V12斷，UO’間電位差為-Ud/2。V12和V41導(dǎo)通，V11和V42關(guān)斷時(shí)，UO‘間電位差為0。V12和V41不能同時(shí)導(dǎo)通。iU>0時(shí)，V12和VD1導(dǎo)通。iU<0時(shí)，V41和VD4導(dǎo)通。圖4-25三電平逆變電路4.3.2多電平逆變電路線電壓的電平相電壓相減得到線電壓。兩電平逆變電路的輸出線電壓有±Ud和0三種電平。三電平逆變電路的輸出線電壓有±Ud、±Ud/2和0五種電平。三電平逆變電路輸出電壓諧波可大大少于兩電平逆變電路。三電平逆變電路另一突出優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)主開(kāi)關(guān)器件承受電壓為直流側(cè)電壓的一半。因此，這種電路特別適合于高壓大容量的應(yīng)用場(chǎng)合。4.4SPWM逆變控制技術(shù)PWM控制技術(shù)正是有賴于在逆變電路中的成功應(yīng)用，才確定了它在電力電子技術(shù)中的重要地位。現(xiàn)在使用的各種逆變電路都采用了PWM技術(shù)。在電力傳動(dòng)和電力牽引領(lǐng)域中，逆變器大多是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電源，因此需要隨著頻率的改變而改變逆變器的輸出電壓，以保持V/f為恒值，使電機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩的性能。也就是說(shuō)要輸出一個(gè)電壓、頻率都可調(diào)的交流電源（VVVF）。4.4SPWM逆變控制技術(shù)間接變頻裝置（交-直-交）的各種形式斬波器DC調(diào)壓DC不控整流50Hz~AC逆變ACVVVF調(diào)頻AC可控整流50Hz~調(diào)壓逆變ACVVVF調(diào)頻不控整流50Hz~AC調(diào)壓調(diào)頻PWM逆變器ACVVVFDCDC功率因數(shù)小，諧波嚴(yán)重，一般用于電壓變化不太大的場(chǎng)合諧波問(wèn)題仍然沒(méi)有解決主電路不用附加其他裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良。4.4.1

逆變器的SPWM控制

上述一系列等高不等寬的脈沖列，可以用計(jì)算方法求得，但較為實(shí)用的方法是調(diào)制法，即以所期望的正弦波作調(diào)制波，對(duì)它進(jìn)行調(diào)制的等腰三角波稱為載波。當(dāng)?shù)妊遣ㄅc正弦波相交時(shí)，用交點(diǎn)控制逆變器開(kāi)關(guān)的通斷，即可得到一組等幅而脈沖寬度正比于正弦曲線函數(shù)值的矩形波，這就是正弦脈寬調(diào)制技術(shù)（SPWM）。雙極性PWM控制方式波形urucuOwtwtuouofod單極性PWM控制方式波形urucuOwtOuouofuoUd-Ud衡量PWM控制方法的標(biāo)志：4.4.2PWM控制技術(shù)性能指標(biāo)基本標(biāo)志輸出波形中所含諧波的多少重要要求

1、提高逆變電路的直流電壓利用率

——提高逆變器的輸出能力

2、較少開(kāi)關(guān)次數(shù)——降低開(kāi)關(guān)損耗4.4.2PWM控制技術(shù)性能指標(biāo)輸出電壓諧波的分布是衡量PWM控制策略的最基本的指標(biāo)之一。逆變器在PWM脈沖的控制下將直流電能變換成交流電能的過(guò)程中，除了產(chǎn)生所需要的基波成分外，還會(huì)產(chǎn)生大量的諧波。輸出諧波的大小直接關(guān)系到輸出電能質(zhì)量的好壞，但在實(shí)際中不應(yīng)只對(duì)輸出諧波進(jìn)行籠統(tǒng)的“大小”評(píng)價(jià)，更準(zhǔn)確的應(yīng)該是對(duì)PWM輸出中不同諧波的分布和含量進(jìn)行研究，以便尋求最佳的抑制乃至消除PWM逆變器諧波影響的措施。技術(shù)性能指標(biāo)（一）輸出電壓諧波的分布4.4.2PWM控制技術(shù)性能指標(biāo)開(kāi)關(guān)頻率的提高受開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)速度的限制，這一矛盾在大功率裝置中尤為突出。如何用較低的開(kāi)關(guān)頻率（當(dāng)然也就意味著相對(duì)較小的開(kāi)關(guān)損耗）盡可能地保證輸出電能的質(zhì)量，就成為PWM控制策略設(shè)計(jì)者必須考慮的非常重要的因素。技術(shù)性能指標(biāo)（二）開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)損耗對(duì)于電壓型逆變器，在一定的直流環(huán)節(jié)電壓條件下，PWM控制所能產(chǎn)生的最高交流輸出電壓代表了該P(yáng)WM控制策略直流電壓利用率的高低。技術(shù)性能指標(biāo)（三）直流環(huán)節(jié)電壓的利用率4.4.3逆變器的PWM跟蹤控制技術(shù)PWM波形生成的第三種方法——跟蹤控制方法。把希望輸出的波形作為指令信號(hào)，把實(shí)際波形作為反饋信號(hào)，通過(guò)兩者的瞬時(shí)值比較來(lái)決定逆變電路各開(kāi)關(guān)器件的通斷，使實(shí)際的輸出跟蹤指令信號(hào)變化。常用的有滯環(huán)比較方式和固定開(kāi)關(guān)頻率方式。4.4.3逆變器的PWM跟蹤控制技術(shù)

1滯環(huán)比較方式

2

固定開(kāi)關(guān)頻率方式

4.4.3.1滯環(huán)比較方式1)

跟蹤型PWM變流電路中，電流跟蹤控制應(yīng)用最多。圖4-21滯環(huán)比