电力电子 - 脉冲宽度调制

PWM 是一种用于降低负载电流中总谐波失真 (THD) 的技术。它使用矩形/正方形形式的脉冲波，在调制脉冲宽度后产生可变的平均波形值 f(t)。调制的时间周期由 T 给出。因此，波形平均值由以下公式给出

$$\bar{y}=\frac{1}{T}\int_{0}^{T}f\left ( t ight )dt$$ 逆变器的方波

正弦脉冲宽度调制

在简单的源电压逆变器中，可以根据需要打开和关闭开关。在每个周期内，开关打开或关闭一次。这会产生方波。但是，如果多次打开开关，则可以获得改进波形的谐波轮廓。

通过将所需的调制波形与高频三角波形进行比较，可以获得正弦 PWM 波形。无论信号的电压小于还是大于载波波形的电压，直流总线的最终输出电压都是负的或正的。

正弦振幅为 A_m，载波三角的振幅为 A_c。对于正弦 PWM，调制指数 m 由 A_m/A_c 给出。

改进的正弦 PWM 波形用于功率控制和功率因数优化。主要概念是通过修改 PWM 转换器将电网上延迟的电流转移到电压电网。因此，功率效率得到提高，功率因数得到优化。

多重 PWM 具有多个输出，这些输出的值并不相同，但产生这些输出的时间段对于所有输出都是恒定的。带 PWM 的逆变器能够在高压输出下运行。

下面的波形是由多重 PWM 产生的正弦波

具有频率的周期性波形，其频率是频率为 60Hz 的基波功率的多重积分，称为谐波。另一方面，总谐波失真 (THD) 是指所有谐波电流频率的总贡献。

谐波的特征是脉冲代表给定电路中使用的整流器数量。计算如下 −

$$h=\left ( n imes P ight )+1 \quad 或 \quad -1$$

其中 n − 为整数 1、2、3、4….n

P − 整流器数量

下表总结了 −

谐波会影响电压和电流输出，可以使用隔离变压器、线路电抗器、重新设计电力系统和谐波滤波器。

谐振逆变器是一种电气逆变器，其操作基于谐振电流的振荡。在这里，开关装置和谐振元件彼此串联连接。由于电路的自然特性，通过开关装置的电流降至零。

这种类型的逆变器在 20kHz-100kHz 范围内的非常高的频率下产生正弦波形。因此，它最适合需要固定输出的应用，例如感应加热和荧光照明。由于其开关频率高，因此它通常体积小。

谐振逆变器具有多种配置，因此分为两类 −