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目前本公司逆變器中采用脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation，簡(jiǎn)稱(chēng)PWM)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)將直流電重新變成交流電的目的。脈寬調(diào)制技術(shù)可以有效地進(jìn)行諧波抑制，在頻率、效率各方面有著明顯的優(yōu)點(diǎn)，使逆變電路的技術(shù)性能與可靠性得到了明顯地提高。所謂脈寬調(diào)制技術(shù)，就是在周期不變的條件下，利用改變脈沖寬度(或用占空比表示)，甚至可以將脈沖波形斬切為若干段，以達(dá)到抑制諧波目的的一種方法。采用脈寬調(diào)制技術(shù)方式構(gòu)成的創(chuàng)統(tǒng)牌逆變器，其輸入為相對(duì)固定不變的直流電壓，由于這種逆變器，只有一個(gè)可控的功率級(jí)，簡(jiǎn)化了主電路和控制回路的結(jié)構(gòu)，因而體積小、重量輕、可靠性高。又因?yàn)榧{(diào)壓、調(diào)頻于一身，所以調(diào)節(jié)速度快、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。此外，采用脈寬調(diào)制技術(shù)不僅能夠提供較好的逆變器輸出電壓和電流波形，而且提高了逆變器對(duì)交流電網(wǎng)的功率因數(shù)。
在采樣控制理論中有一個(gè)重要結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在慣性環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。沖量即指窄脈沖的面積。這里所指的效果基本相同，是環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。該結(jié)論可稱(chēng)為面積等效原理。如果把各輸出波形用傅里葉變換進(jìn)行分析，則其低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。
典型的慣性環(huán)節(jié)就是電感負(fù)載，如圖1(a)。電路輸入e(t)為如圖2(a)、(b)、(c)、(d)所示的窄脈沖。
圖1 沖量相同的各窄脈沖的響應(yīng)波形
圖2 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖
電路輸出i(t)的波形如圖1(b)所示，可以看出各波形基本相同。下面運(yùn)用面積等效原理分析正弦波PWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation，簡(jiǎn)稱(chēng)SPWM）調(diào)制技術(shù)。
SPWM是指脈沖寬度按正弦規(guī)律變化的等效PWM波。為了得到接近于正弦波的脈寬調(diào)制波形，可將正弦波的一個(gè)周期在時(shí)間上劃分為2N等份，每一等分的脈寬都是 ，這時(shí)一個(gè)周期的正弦波可以看成2N個(gè)彼此相連的脈沖序列，脈寬相等，但幅值不等。這樣就可以分別計(jì)算出在各個(gè)時(shí)間間隔中正弦波所包含的面積，在每個(gè)特定的時(shí)間間隔中，都可以用一個(gè)脈寬與其對(duì)應(yīng)的正弦波所包含的面積相等或成比例的，但脈沖幅度都等于Ud的一個(gè)矩形電壓脈沖來(lái)分別代替相應(yīng)的的正弦波部分。這樣2N個(gè)寬度不等，但幅值相等的脈沖序列就組成了一個(gè)與正弦波等效的脈寬調(diào)制波形，圖3表示的是半個(gè)周期的波形。顯然，只要N取得足夠大，這樣的一串等效的矩形脈沖序列將非常接近于正弦波的波形。
圖3 PWM波等效正弦波
