PWM逆變器輸出電壓的諧波分析

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1、第卷第期哈爾濱電工學院學報。腸年月逆變器輸出電壓的諧波分析吳安順徐紹清張晉誠哈爾濱電工學院摘要。本文提出了用梯形脈寬調(diào)制降低逆變器諧波的一種新方法在,它,可逆變器中比正弦脈寬調(diào)制方法更能體現(xiàn)優(yōu)越的諧波控制性能,“”。以斷定利用這種新的方法能極容易地設計出具有無崎變的正弦輸出逆變器,關(guān)鍵詞梯形脈寬調(diào)制諧波分析引言,。,逆變器輸出電壓中諧波的存在使電機附加損耗和局部發(fā)熱同時電動機的?；庀洞磐ㄅc諧波電流相互作用在電機軸上產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩如果脈動轉(zhuǎn)矩頻率接近,。,電機一負載系統(tǒng)的機械共振頻率將會產(chǎn)生嚴重的扭矩及振蕩所以對逆變器來說諧波,”。分析和抑制是一個很重要的研究課題〔一〕本文闡述了交直交變頻

2、調(diào)速傳動裝置中的逆變器和逆變器在兩種不,。同的調(diào)制方式時輸出電壓的基波和諧波的分析計算方法及其結(jié)果逆變器諧波分析二,對稱三角波正弦脈寬調(diào)制是控制電壓三角波在一范圍內(nèi)都對稱的三相正弦波,、娜和。,、,。作調(diào)制信號逆變器輸出交替的正負脈沖如圖所示圖中載頻比二,。獷,。調(diào)幅比獷二和。,。,獷分別是正弦波和三角波的幅值、,,,?,是相開,。,關(guān)點,,,‘一,,‘那眾煮?是且相負脈沖一萬,、、。目前后沿相角調(diào)節(jié)三角波和正弦波日目目日的,畢喊理八幅值都能改變輸出脈沖的寬度從畢側(cè)麟門,當調(diào)二而達到調(diào)壓的目的幅比牙,、,時因為正負脈沖寬度相等則輸一「「出電壓的基波分量為零當相當大,,。時輸出電壓波為矩形其

3、值最大圖對稱三角波正弦脈寬調(diào)制,這種控制方法的載頻比必須為奇數(shù)控制電壓波形相輸出電壓波形本文于。年月日收到哈爾濱電工學院學報第粉二區(qū)間對二,其輸出電壓才是奇函數(shù)且在一稱于軸因此其富氏級數(shù)表達式中無常數(shù)、,,項無余弦項富氏級數(shù)的系數(shù)為〔〕,,,,。,,,,八汀氣八令獷“”‘“又”口‘’?？诓灰灰耀E“、?！啊坝帧??！?。不·廣己‘。。。,。,丁”。?〕“廠。廣,月‘尹、,一一一兒兀,所以獷“,二,?也‘一‘·?！ぁ?‘·一,‘,冬孺寒一小只,吸,‘,?,。,,入,要先將相波的開關(guān)點吸確定后再轉(zhuǎn)換出相應的相角,?,‘一,‘,,對于相和相也類似再根據(jù)式可計算逆變器輸出電壓的?；ê椭C波的幅值逆變

4、器開關(guān)點的確定,周期本文采取預先計算一個周波的最低換點數(shù)即少數(shù)開關(guān)點值中其余一些點可、。由簡單加法減法運算求出〔〕二,,凡,氣和的計算方法可按下列步驟進行。當時少數(shù)開關(guān)點幾正弦波方程式為獷二鎮(zhèn)二戈二三角波方程式為‘‘義‘獷兒‘,‘?！弧弧?。,,,‘二是三角波斜率是三角波截距其中獷?一’一。獷。當,獷。時即為所求的交廠,。點值開關(guān)點如圖所示則。兀戈九‘戈‘。,將廠韶廠代入式,中則有二二,。,,。二廠獷‘。,,‘。,,設獷廠得圖開關(guān)點計算圖相汀戈兀義一戈令、,,。,二,一,二,,對于為某給定值時當,時代入式用微機求,,,,解如果勸占時滬為兩波交點的誤差值則認為達到精度要求此時值就是第期吳

5、安順等逆變器輸出電壓的清波分析,,。,吸值同樣求出幾叭和幾的值設正弦波的模坐標以為周期根據(jù)對稱的關(guān)系,,。,‘。相其余開關(guān)點相和相所有開關(guān)點值都可以用和作加減法而求出,根據(jù)上述方法進行計算所得結(jié)果如二表正弦波時的交點值。表所示···?！ぽ敵鲭妷夯ê椭C波幅值計算,“八,︵。在對稱三角波正弦詠寬調(diào)制條件下八曰”,,。。由于載頻比和調(diào)幅比的不同其?逆變器輸出電壓的基波和諧波都。。有很大變化二,二,對時根據(jù)式計算。。。得基波和諧波電壓幅值并由此計算結(jié)果。畫出逆變器輸出電壓的頻譜特性。。。如圖所示。。。。從日沂份‘,次獄從︵︶。。月,瓦石”。圖,逆變器諧波分析逆變器諧波分析梯形脈寬調(diào)制就是用三相

6、梯形波代替三相正弦,,波作為調(diào)制信號與其三角波載波相比較在兩個,波的相交點對應于特定的功率開關(guān)元件導,“。通它是一種新型調(diào)制方案〔〕,。圖梯形調(diào)制信號梯形波調(diào)制信號如圖所示是由三角‘。,,,,,。。波在士之間限幅后得到是的幅值是三角波載波的幅值二稱作調(diào)幅比,,。二,,,,令稱三角形系數(shù)與功之間的關(guān)系為二一。功以三相梯形波為調(diào)制信號的逆變器輸出線電壓、獷和獷。獷的基波分量幅值哈爾濱電工學院學報第比卷,。廠和次諧波分量幅值獷分別為〔〕二“獷了丁獷功獷,〔,廠。。。二“〕二價。其中廠是逆變器直流電源電壓日,,日比因為必是的函數(shù)所以獷和獷也。都是的函數(shù)、根據(jù)式式和式,二對時作計,算其逆變器輸出電壓

7、的。頻譜特性如圖所示‘、一,‘,’、飛飛川寸勺結(jié)論,口圖逆變器諧波分析為獲得交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的,,良好性能除了異步電機作相應的特殊設計以配合變頻裝置外變頻裝置。,本身電源輸出特性是十分重要的逆變器輸出電壓中盡可能提高基波分量幅值同時又,能有效地抑制具有有害影響的諧波分量幅值這對提高交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能將起決。定性作用,使用梯形波脈寬調(diào)制方案逆變器輸出波形比用正弦波作調(diào)制信號基波幅值更高諧,。,,波幅值更低可以得到十分理