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双极性PWM控制方式（单相桥逆变）：
在ur半个周期内，三角波载波有正有负，所得PWM波也有正有负。在ur一周期内， 输出PWM波只有±Ud两种电平，仍在调制信号ur和载波信号uc的交点控制器件通断。ur正负半周，对各开关器件的控制规律相同，当ur >uc时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号，如io>0，V1和V4通，如io<0，VD1和VD4通， uo=Ud，当ur
单相桥式电路既可采取单极性调制，也可采用双极性调制。
图6-6 双极性PWM控制方式波形
双极性PWM控制方式（三相桥逆变）：见图6-7。
三相PWM控制公用uc，三相的调制信号urU、urV和urW依次相差120°。 U相的控制规律： 当urU>uc时，给V1导通信号，给V4关断信号，uUN′=Ud/2，当urU 物理与机电学院电气教研组 135 时，可能是V1(V4)导通，也可能是VD1(VD4)导通。uUN′、 图6-7 三相桥 式PWM型逆变电路 uVN′和uWN′的PWM波形只有±Ud/2两种电平，uUV波形可由uUN′-uVN′得出，当1和6通时，uUV=Ud，当3和4通时，uUV=－Ud，当1和3或4和6通时，uUV=0。波形见图6-8。 输出线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成，负载相电压PWM波由(±2/3)Ud、(±1/3)Ud和0共5种电平组成。 图6-8 三相桥式PWM逆变电路波形 防直通死区时间： 同一相上下两臂的驱动信号互补，为防止上下臂直通造成短路，留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。死区时间的长短主要由器件关断时间决定。死区时间会给输出PWM波带来影响，使其稍稍偏离正弦波。 物理与机电学院电气教研组 136 特定谐波消去法(Selected Harmonic Elimination PWM—SHEPWM)： 计算法中一种较有代表性的方法，图6-9。输出电压半周期内，器件通、断各3次（不包括0和π），共6个开关时刻可控。为减少谐波并简化控制，要尽量使波形对称。 首先，为消除偶次谐波，使波形正负两半周期镜对称，即： u(?t)??u(?t??) (6-1) 图6-9 特定谐波消去法的输出PWM波形 其次，为消除谐波中余弦项，使波形在半周期内前后1/4周期以π/2为轴线对称。 u(?t)?u(???t) (6-2) 四分之一周期对称波形，用傅里叶级数表示为： ? u(?t)?nn?1,3,5,...?asinn?t (6-3) ?式中，an为 an?4??20u(?t)sinn?td?t 图6-9，能独立控制a1、a2和a3共3个时刻。该波形的an为 an?4?d[?a1Ud02sinn?td?t???a2a1(?Ud2sinn?t)d?t? ?a3Ua22dsinn?td?t??2a3(?Ud2sinn?t)d?t]? (6-4) 2Un?(1?2cosn?1?2cosn?2?2cosn?3)式中n=1,3,5,… 确定a1的值，再令两个不同的an=0，就可建三个方程，求得a1、a2和a3。 消去两种特定频率的谐波： 在三相对称电路的线电压中，相电压所含的3次谐波相互抵消，可考虑消去5次和7次谐波，得如下联立方程： 物理与机电学院电气教研组 137 a1?2Ud?2Ud5?2Ud7?(1?2cos?1?2cos?2?2cos?3) a5?a7?(1?2cos5?1?2cos5?2?2cos5?3)?0(1?2cos7?1?2cos7?2?2cos7?3)?0 (6-5) 给定a1，解方程可得a1、a2和a3。a1变，a1、a2和a3也相应改变。 一般，在输出电压半周期内器件通、断各k次，考虑PWM波四分之一周期对称，k个开关时刻可控，除用一个控制基波幅值，可消去k－1个频率的特定谐波，k越大，开关时刻的计算越复杂。 除计算法和调制法外，还有跟踪控制方法，在6.3节介绍 （2）异步调制和同步调制 载波比——载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr。根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式分为异步调制和同步调制： 1、异步调制 异步调制——载波信号和调制信号不同步的调制方式。 通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的。在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称的不利影响都较小，当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大。因此，在采用异步调制方式时，希望采用较高的载波频率，以使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比。 2、同步调制 同步调制——N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。 基本同步调制方式，fr变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定。三相，公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称。为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数。当N=9时的同步调制三相PWM波形如图6-10所示。 fr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除，fr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受。为了克服上述缺点，可以采用分段同步调制的方法。 3、分段同步调制 把fr范围划分成若干个频段，每个频段内保持N恒定，不同频段N不同。在fr高的频段采用较低的N，使载波频率不致过高，在fr低的频段采用较高的N，使载波频率不致过低。 物理与机电学院电气教研组 138