PWM控制技术+PWM逆变电路及其控制方法讲解

7.1 PWM控制的基本原理

面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础，冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。PWM波形可分为等幅PWM波和不等幅PWM波两种，由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波。基于等效面积原理，PWM波形还可以等效成其他所需要的波形，如等效所需要的非正弦交流波形等。

PWM控制技术是在电力电子领域有着广泛的应用，并对电力电子技术产生了十分深远影响的一项技术。IGBT、电力MOSFET等为代表的全控型器件的不断完善给PWM控制技术提供了强大的物质基础。PWM控制技术用于直流斩波电路，应用于直流电动机调速系统就构成广泛应用的直流脉宽调速系统。斩控式交流调压电路和矩阵式变频电路是PWM控制技术在交流-交流电路中应用的代表。PWM控制技术在逆变电路中的应用最具代表性，奠定了PWM控制技术在电力电子技术中的突出地位。PWM控制技术用于整流电路即构成PWM整流电路，是逆变电路中的PWM技术向整流电路的延伸。

7.2 PWM逆变电路及其控制方法

PWM逆变电路及其控制方法是本章的重点，内容较多，需要结合第四章逆变电路的基础知识，深入理解相关控制方法。本节的主要内容有计算法和调制法、异步调制和同步调制、规则采样法、PWM逆变电路的谐波分析、提高直流电压利用率和减少开关次数、空间矢量SVPWM控制、PWM逆变电路的多重化等内容。

计算法根据逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内的脉冲数，将PWM波形中各脉冲的宽度和间隔准确计算出来，按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的PWM波形。计算法是很繁琐的，当需要输出的正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要变化。调制法把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用最多。搞清单极性调制和双极型调制、异步调制和同步调制等概念，能够分析相关电路波形，结合特定谐波消去法进行计算法分析。掌握规则采样法，学会PWM逆变电路的谐波分析。能够分析提高直流电压利用率可以提高逆变器的输出能力、减少开关次数可以降低开关损耗等方法在PWM型逆变电路中的重要作用。通过文献参考，结合现代交流电机控制技术，学生自主掌握空间矢量SVPWM控制技术。