三相逆变器双极性 SPWM 调制技术的仿真 一、三项逆变器 SPWM 调制原理 PWM 控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了 PWM 技术。常用的 PWM 技术主要包括：正弦脉宽调制(SPWM)、选择谐波调制（SHEPWM）、 电流滞环调制（CHPWM）和电压空间矢量调制（SVPWM）。 在采样控制理论中有一个重要的结论：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。图 1 中各个形状的窄脉冲在作用到逆变器中电力电子器件时，其 效果是相同的，正是基于这个理论，SPWM 调制技术才孕育而生。 a)矩形脉冲 b)三角脉冲 c)正弦半波脉冲 图 1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 d)单位脉冲函数 二、SPWM 控制方式 SPWM 包括单极性和双极性两种调制方法， （1）如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得 到的 SPWM 波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。 （2）如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则 SPWM 波也是 在正负之间变化，叫做双极性控制方式。 图 2 双极性 PWM 控制方式 其中：载波比——载波频率 fc 与调制信号频率 fr 之比 N，既 N = fc / fr 调制度――调制波幅值 Ar 与载波幅值 Ac 之比，即 Ma＝Ar/Ac 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； 

 三相电路中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；  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。 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，脉冲不对称产生的不利影响都较 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。 三、三相逆变器主电路拓扑图 三相桥式逆变器有六个带反并联续流二极管的 IGBT 组成，分别为 VT1~VT6，直流侧由 两个串联电容，他们共同提供直流电压 Ud，负载为三项星形接法的阻感负载，调制电路分 别由三相交流正弦调制波形和三角载波组成，其中三角载波和正弦调制波的幅值和频率之比 分别被称为调制度和载波频率，这是 SPWM 调制中的两个重要参数。三角载波和正弦调制 波相互调制产生六路脉冲信号分别给六个 IGBT 提供触发信号。 图 3 三相桥式 PWM 型逆变电路