基于锯齿载波的SPWM及SAPWM的数学分析

电力电子变换多采用PWM方法实现功率传送,其载波通常都为等腰三角载波。但要实现软开关PWM调制,特别是对于三相电力变换器,如果用等腰三角波作为载波就无法实现软开关PWM,因为此时变换器往往需要三相开关器件同步开通或关断,取而代之的是采用锯齿波作为载波。然而载波方式改变之后,PWM的频谱有何变化,产生的影响将会如何,本文就此作了深入分析。研究结果指出等腰三角载波PWM与锯齿载波PWM的频谱有很大不同,后者的边频带更宽,谐波更丰富,必须采取有效措施才能将其滤除。

基于锯齿载波的最少开关次数调制波的PWM数学分析

文章分析了最少开关次数调制波的输出线电压波形,并根据三相逆变器实现软开关PWM动作需要,用双重傅里叶级数展开法解析了基于锯齿载波的最少开关次数调制波的PWM频谱特性。分析结果指出,该调制波虽是个不对称波,且含有直流分量,但其实质还是在正弦波基础上叠加了零序谐波分量和一个直流分量。这些零序谐波分量和直流分量在三相逆变器中相互抵消,其输出线电压还是正弦波。正是这种畸形波的调制作用,使得逆变器直流母线电压利用率得以提高,且正负序谐波幅值相差较小,能有效减小谐波损耗,提高波形质量,抑制谐波转矩脉动。通过与SAPWM比较后指出,最少开关次数调制波PWM只能使用单极性调制,其有效开关次数是后者的一半,电流波形质量不如后者。