对于交-直-交变频器,不论是电压型还是电流型,其输出电压都不是正弦波而是矩形波。此矩形波可分解成正弦基波与一系列的高次谐波。
(l) SPWM变频器输出的谐波分析。SPWM变频器虽然以输出波形接近正弦为目的,但其输出电压中仍然存在着谐波分量。产生谐波的主要原因是:
1)在工程应用中对SPWM波形的生成统统采用规则采样方法或专用集成电路器件,并不能保证脉宽调制序列波的波形面积与各段正弦波面积完全相等。
2)在实现控制时,为了防止逆变器同一桥臂上、下两器件的同时导通而导致直流侧短路,当同一桥臂内上、下两器件作互补工作时,设置了一个导通时滞环节。时滞的出现不可避免地造成逆变器输出的SPWM波形有所失真。
(2)关于谐波含量,可以得出以下结论:
1)只要载频比N足够大,较低次谐波(通常对电动机的转矩脉动影响较大)就可以被有效地抑制,特别是深调节。
2)深调节时,较高次谐波反而增加。即当M较小时,高次谐波的幅值增加,这是由于M接近于零时,Urm《Utm,Ur和Ut的交点贴近横轴,各调制脉冲的宽度近于不变,导致与N的数值相近次数的高次谐波幅值很大。
3)用于三相对称系统中时,3的整数倍次诣波可以自行消失,不必考虑。
(3)关于输出电压调节,可以得到如下结论:
1)只要控制Urm不大于Utrn,即M<1时,输出电压的基波幅值与调制比M呈线性关系,说明SPWM具有良好的调压性能。
2) PWM逆变器输出电压的基波方均根值将低于普通的方波逆变器,或者说,为了得到同样的输出方均根值,PWM逆变器需要更高的直流输入电压氓。
3)对于SPWM而言,常控制Urm,使M<l。也可以使M>l,M>l时电压利用率将提高,但调压灵敏度下降且低次谐波成分有增加的趋势。
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