逆变器的调制度

什么叫逆变器中的PWM调制方法

在逆变器中 为了高效并能稳定输出电压，故后来人们发明了 PWM和PWM调制的方式控制输出电压的方式。 

1. PWM 就是控制上下臂开关管的脉冲宽度达到控制输出电压的目的，精度不高。

2.在高精度要求环境下，在上下臂调整脉宽同时，对下臂的ON状态再进行PWM调制 达到精确控制输出电压的方式。

画个图：

上面第一个图 就是一般的PWM信号 上下臂都一样的。

下面这个图就是PWM调制后的信号图，大概就这样吧 。

SVPWM中的调制比、调制度、过调制以及电压利用率

电压外环唤醒了关于调制比、调制度、过调制与电压利用率的回忆。以下内容详细解释了这些概念及其在SVPWM（空间矢量脉宽调制）中的应用。

调制比（m）定义为调制波的峰值与载波的峰值之比。在SVPWM中，调制比计算为m=sqrt(3)Uref/Udc。当参考电压Uref幅值恰好等于内切圆半径时，调制比为1；当Uref幅值等于外接圆半径时，理论上调制比为1.154，但实际上无法实现。

调制度（n）是相电压基波幅值与Udc输出的最大相电压基波幅值之比。Udc输出的最大相电压基波幅值在方波控制时取得，值为2/pi*Udc。在SVPWM方式下，线性调制区的最大相电压基波幅值为Udc/sqrt(3)，此时调制度为0.906，即最大调制度为0.906。与调制比相呼应，当调制比为1时，调制度同样为0.906。

过调制是指调制信号峰值超过系统或设备的最大允许值的状态。在非线性调制区域进行信号调制，目的是提高电压利用率。过调制分为一区和二区。一区过调制是指保持参考电压矢量u*的相角不变，只修正其幅值，以减少谐波，使u*超出正六边形的轨迹被限制到边界up*上，并在基础矢量上下αg角度内修正u*。计算αg的依据是伏秒平衡原则，即矢量变换过程中面积相等。随着u*增大，αg需要减小以满足伏秒平衡。一区过调制下的最大相电压基波幅值为sqrt(2/sqrt3/pi)*Udc，对应的调制度为0.952。二区过调制通过趋向于方波控制实现，此时调制度为1，电压利用率达到1.1。

电压利用率定义为逆变器能输出的最大三相交流线电压基波幅值与输入母线电压之比。在线性调制区，电压利用率v0为1。通过过调制，电压利用率可提高至1.05（一区）和1.1（二区）。

总结，调制比与调制度之间有直接的关系，它们都是电压利用率的表示方式。在SVPWM中，通过控制调制比和调制度，可以实现更高的电压利用率。电压利用率与过调制的关系表明，通过合理的过调制策略，可以显著提高逆变器的输出电压，从而提高整个系统的性能。

SPWM的几点理解

SPWM，即正弦波脉宽调制，是一种用于逆变电路输出的电压控制技术，尤其适用于电机驱动系统。理解SPWM的关键在于掌握电压利用率和调制度的概念。

电压利用率是指逆变电路输出的线电压基波幅值与直流母线电压的比值，目标是提高利用率以输出更大线电压，因为母线端电压有限制。调制度定义为逆变器输出相电压基波幅值与在线性调制区输出的最大相电压幅值（即Ud的1/2）的比值。若调制度超过1，则进入过调制区域，本文仅关注调制度小于等于1的情况。

SPWM被用于产生近似正弦的三相电压波形，以驱动永磁同步电机产生旋转磁场。其具体工作原理是基于给定的参考电压，控制6个IGBT/MOSFET的通断，从而实现电压波形的生成。

在SPWM中，星结点电位的特性取决于参考电位的选择方式。Fig1和Fig2展示了两种不同的星结点电位配置，其中Fig2的星结点电位通常比Fig1的高1/2Udc。基于Fig1，通过SPWM可以获得最大的相电压幅值Udc/2，此时星结点电压恰好为0V。反之，基于Fig2，星结点电压等效为Udc/2。理论计算与仿真分析进一步证实了这一点。

SPWM相电压幅值的最大值为1/2UDc，这受限于正弦波峰峰值不能超过直流母线电压的一半。因此，线电压基波幅值为Udc/2*sqrt（3），对应的电压利用率约为0.866。

总的来说，SPWM提供了一种有效的逆变电压控制方法，通过合理的调制策略，可以有效提高电压利用率，实现电机驱动系统的高效稳定运行。虽然在实际工程中更常见的是SVPWM（空间矢量脉宽调制）等更高级的调制技术，但理解SPWM的基础原理对于深入掌握电机驱动控制技术仍然是十分重要的。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467