脉宽调制(PWM)技术概述和调制原理

脉宽调制(PWM)技术概述和调制原理

概述

        交直交电压型逆变器输出的电压波形为方波，除基波外，含有很强的五次、七次谐波。交直交电流型逆变器输出的电流波形为方波，除基波外也含有6K±1次谐波（K=1,2,3,4...)其中五次、七次谐波较强。无论是电压的6K±1次谐波，还是电流的6K±1谐波，驱动异步电动机时它们都会产生6K次脉动转矩。当脉动频率和电机自然频率相近时，容易引起共振，由于脉动转矩的存在，很难得到稳定的低速运行，为了削弱和消除一些次数的谐波可采用 PWM 技术。PWM(Pulse Width Mod-ulation)即是咏冲宽度调制，以一定的直流电压供给逆变器通过开关元件有规律的导通和关断.逆变器输出电压波形在半个周期内不是一个方波.而是由宽度不同的脉冲组成，脉冲宽度的变化使输出电压大小变化的同时也能削弱和消除某些高次谐彼，从而减弱电动机的振动，在低速范围内也能稳定运行，矿大了调速范围，也才有可能用交流电动机调速取代直流电机调速。

调制原理

       由图7-1a所示，图中三相正弦波叫控制波，也叫参考波，图中还有三角波叫调制波，也叫载波。三相逆变器的六个开关元件的导通与截止是由控制波(正弦波)与调制波(三角波)的交点决定的。

       以A相为例，当调制三角波幅值大于A相正弦控制波的幅值时，A相与负极相接的开关元件导通，因而A点电位为低电位.反过来当调制三角波幅值小于A相正弦控制波的幅值时，A相与正极相接的开关元件导通，A点电位为高电位。因为直流回路电压一定，所以这些矩形脉冲波幅值相等因为控制波是正弦波形，所以这些矩形脉冲宽度是不等的，是按正弦规律变化，A点与B点之间电位差UAB也是由幅值相等，宽度按正弦规律变化的脉冲组成，因此谐波分量小，要想改变逆变器输出电压基波幅值大小以及频率的高低，只要改变正弦控制波的幅值及频率就可以了。

 
图7-1三相PWM逆变器的电压波形

（文/上海合美电子科技有限公司）