逆变器采用pwm的原因



PWM的逆变原理是什么

PWM的逆变原理主要包括以下几点：

1. 脉冲宽度调制： PWM通过改变脉冲的宽度来控制输出电压的大小。脉冲宽度越大，输出电压的平均值越高；反之，脉冲宽度越小，输出电压的平均值越低。

2. 输出频率控制： PWM通过改变脉冲的调制周期来实现输出频率的变化。调制周期越长，输出频率越低；调制周期越短，输出频率越高。

3. 调压与调频的配合： PWM逆变过程中，调压和调频两个作用是配合一致的，且这一过程与中间直流环节无关。这加快了调节速度，并改善了动态性能。

4. 恒定直流电源供电： PWM逆变器输出等幅脉冲时，只需恒定直流电源供电。这可以用不可控整流器取代相控整流器，从而大大改善电网侧的功率因数。

5. 抑制或消除低次谐波： 利用PWM逆变器可以抑制或消除低次谐波，使输出波形更加纯净。

6. 高开关频率与正弦波输出： 由于PWM逆变器使用自关断器件，开关频率可以大幅度提高。这使得输出波形可以非常接近正弦波，从而提高了电能质量。

PWM逆变器是什么?

1. PWM逆变器在电机驱动中扮演着关键角色，它通过调节脉冲宽度来控制电机速度和扭矩。然而，这一过程中可能会产生共模电压，它通过电机内部的寄生电容引起漏电流。

2. 漏电流如果过大，不仅可能触发电机保护电路的误动作，还会产生电磁干扰（EMI），干扰电网中其他设备的正常运行。同时，过大的轴电压和轴承电流会加速电机轴承的磨损，降低系统的可靠性。

3. 为了抑制共模电压，传统的做法包括转轴接地、轴承绝缘和使用导电润滑剂等。尽管这些方法能够在一定程度上降低轴电流，保护电机轴承，但共模电压本身并未被彻底消除。

4. 在电机负载运行时，共模电压依然存在，并通过负载轴承产生破坏性电流。因此，滤波器被引入以减少逆变器输出中的谐波成分。尽管无源滤波器在降低过电压影响方面效果显著，但它们对于变化着的载波频率响应有限。

5. 近年来，有源滤波器作为一种消除共模电压的新型解决方案被提出。例如，Alexander Julian提出的四相逆变器和Annette Jouanne提出双桥逆变器（DBI）等方法，尽管能够减少共模电压，但它们自身也存在如增加开关损耗和谐波失真、需要额外的驱动设备和特定定子绕组配置等限制。

6. 文中提出的有源滤波器结构简单，易于控制，通过产生与PWM逆变器输出电压幅值相等、相位相反的共模电压，有效消除了感应电机端的共模电压问题。仿真和实验结果证明了这种结构的有效性，为提高PWM逆变器系统的可靠性和性能提供了新的途径。

pwm在逆变中解决什么问题

PWM（脉冲宽度调制）在逆变器中主要解决以下几个关键问题：

提高输出电压的平滑度：

答案：逆变器将直流电转换为交流电时，直接输出的交流电往往含有较多的谐波。PWM技术通过调节输出脉冲的宽度，可以使得输出电压波形更加接近正弦波，从而显著提高电能的质量。

减少谐波含量：

答案：PWM技术通过调整脉冲的宽度和频率，能有效减少输出电压和电流中的谐波成分，使得输出波形更加纯净，符合电网标准，减少了对电网的污染。

提高功率因数：

答案：通过精确控制PWM的占空比，可以使逆变器输出电流与电压同相位，从而提高系统的功率因数，减少无功功率的损耗，提升电能利用效率。

降低噪声：

答案：PWM技术有助于减少逆变器在工作过程中产生的电磁干扰和噪声，这不仅保护了其他电子设备，还提高了系统的整体可靠性。

提高效率：

答案：PWM通过调节输出电压和电流的峰值，在保证输出电压和频率稳定的前提下，能够降低逆变器的损耗，从而提高整体效率。

实现软启动：

答案：PWM技术可以实现逆变器的软启动，即在启动过程中减少冲击电流，这有助于延长设备的使用寿命，提高设备的稳定性。

适应不同负载：

答案：PWM技术具有灵活性，可以根据负载的变化实时调整输出电压和频率，使得逆变器能够适应各种不同的负载需求，提高了逆变器的通用性和实用性。

综上所述，PWM技术在逆变器中的应用对于提高电能质量、降低系统损耗、提高效率以及适应不同负载需求等方面都具有显著的优势，是现代逆变器设计中不可或缺的关键技术。

单相逆变器中开关管桥臂为什么要用互补pwm，能不能一个开关管用pwm，另三个开关管状态固定？

单相逆变器中，开关管桥臂使用互补PWM的主要目的是确保电路在正负半周期都能正常工作，实现双向电流流动。这种调制方式避免了在一个周期内同时开通两个开关，从而减少了开关损耗，提高了效率。

互补PWM属于双极性调制的一种。其关键在于，开关管S1和S2在一个周期内互补动作，而S3和S4则保持常开或常闭状态。这样，正半周期电流通过S3的反并联二极管续流，而负半周期通过S1的反并联二极管续流。这种设计使得电路能够高效地工作。

如果仅使用单一的PWM信号控制一个开关管，而其他三个开关管的状态固定，这种配置则无法实现互补动作。在正半周期，S1和S2的互补PWM动作会带来电流的双向流动，但若其他开关管状态固定，如S3常开，S4常闭，将导致电路无法实现完整的调制周期，进而影响逆变器的工作性能。

实际上，采用互补PWM的单相逆变器更适合非功率因数为1的工作状态。例如，在功率因数接近1的情况下，你的方法可能可行，但在功率因数较低时，这种配置无法提供稳定的工作状态。因此，采用互补PWM的单相逆变器具有更广泛的适用性。

对于更深入的理解，可以参考相关博士论文，该论文详细探讨了单相逆变器中互补PWM的应用及优缺点：http://wenku.baidu.com/view/b13bd1fd6137ee06eff9186a.html。

为什么逆变器要用spwm技术?

逆变器采用SPWM技术的原因在于其能显著提升输出正弦波的纯净度和效率。以下是具体解释：

提高正弦波质量：

普通PWM技术通过固定幅值的调制波与三角载波相交产生方波输出，这种方式的输出波形含有丰富的高次谐波，正弦波质量受限。SPWM技术则通过正弦规律变化的占空比，结合三角波载波生成SPWM信号，经过滤波后能够产出低谐波、高纯净度的正弦波。

减少谐波产生：

SPWM技术利用计算机和单片机的计算能力，实现占空比和频率的精准调整，有效避免了谐波的产生。这使得逆变器输出的正弦波更加平滑，减少了因谐波带来的电能质量问题和设备损耗。

提升效率和稳定性：

SPWM技术能够显著提高逆变器的效率和稳定性，特别是在对谐波要求严格的场合，如电能质量领域。通过优化逆变器输出的正弦波质量，SPWM技术使得逆变器在电机控制、电能变换及电力并网等领域的应用更加广泛和高效。

技术实现灵活：

SPWM技术的实践操作涉及硬件和软件两部分，硬件上通过比较三角波与正弦波生成SPWM信号，软件上利用单片机输出PWM波并通过定时器或Epwm模块生成三角波。这种技术实现的灵活性使得SPWM技术能够适应不同应用场景的需求，进行定制化设计。

综上所述，逆变器采用SPWM技术能够显著提升输出正弦波的纯净度和效率，减少谐波产生，提升效率和稳定性，并且技术实现灵活，是现代电力电子技术中不可或缺的核心技术之一。

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