SPWM原理 正弦脉宽调制(SPWM)是将正弦参考波与高频三角载波进行比较,产生宽度按正弦规律变化的脉冲序列,使逆变器输出电压的基波分量逼近正弦波。 权威解读
为什么SPWM在线性调制区直流电压利用率只有0.5,而过调制能提升到0.637?
提示: 从调制波峰值被限制在三角载波峰值以内,与六阶梯波基波幅值的比较分析。
线性调制区调制波幅值不能超过载波幅值,最大基波相电压峰值为V_dc/2≈0.5V_dc。进入过调制区后调制波峰值超过载波,输出基波电压继续增大但不再线性,极限情况是彻底放弃载波改为每60°方波驱动即六阶梯波。六阶梯波的基波相电压峰值为2V_dc/π≈0.637V_dc,这是两电平逆变器基波电压的理论最大值。
误区: 载波频率越高输出波形越好。
事实: 载波频率受开关损耗和器件散热能力限制,过高会降低系统效率和可靠性。
问: 同步调制和异步调制有何区别?
答: 同步调制下载波频率是调制波频率的整数倍,载波信号与调制波始终保持同步,输出波形对称不含次谐波,适合低输出频率。异步调制下载波频率固定不变,调制比连续变化,输出谐波成分更随机但不对称。
前置依赖: 电压型逆变器、傅里叶分析、采样定理。
后续延伸: 空间矢量PWM、载波调制、特定谐波消除。
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输出三电平线电压,电压跳变幅值减半,谐波优于双极性调制。
全桥臂互补开关,输出电压跳变为全母线电压,控制简单。
六阶梯波模式,直流电压利用率从0.5提升至0.637。