单相并网逆变器的低谐波调制方法改进设计和实现 机械制造及其自动化专业VIP专享

3.3 单相并网逆变器的低谐波调制方法改进设计 逆变器的主要使用目的是实现从直流电到交流电的转变过程，它的工作过程是利用不同的 PWM 调制算法来控制相关的半导体器件的导通或者是截止，在这些算法当中，SPWM 这一调制方法能够最终实现输出正弦交流电的目的。在逆变电路的调制方法中，较为常见的是单极性单相 SPWM 和双极性的单相SPWM，前者存在零振荡的问题，而后者则会在加入死区时间后出现波形畸变十分严重的问题。所以，为了避免上述两种方法存在的问题，本文的研究中采取了单相空间矢量 PWM(S PWM)Ⅴ这种方法来实现逆变电路的调制过程。这种方法能够在很大程度上实现输出波形谐波含量的降低。还有一点，在电压源型逆变器中，需要加入死区时间，主要原因在于需要避免在同一个桥臂出现上下两个开关直通的现象。考虑到传统的对死区时间的增加会使输出电压电流谐波含量有所增加，产生波形畸变的情况，采用新的方法加入死区时间，即将可变的死区时间加入到一个单相的 S PWMⅤ调制矢量中，通过这一方法来减少波形畸变。3.3.1 单相 SVPWM 原理下图 3.3 即为单相电压源逆变电路的示意图，图中的PNV指的是中路的输出电压，其中的四个开关 S1、S2、S3 和 S4 共同构成 H 型逆变桥的主要结构，a、b 两点的含义是交流侧输出，电感abL和电容 C 组成输出 LC 滤波电路，然后输出正弦交流电。3.3.2 传统死区加入 SVPWM 方法3.3 是传统的单相逆变电路的结构示意图，由图可知，同一桥臂上有两个开关，这两个开关在同时导通的时候，就和直流电路中的短路情况类似，这种情况下，会产生很大的短路电流，最终的结果就是导致开关的烧毁。图 3.4 中则显示了在理想状态下 SVPWM 会出现的波形，可以从图上看出，同一桥臂上的开关，基本也是同时发生变化的，但是在现实状况下，由于开关，信号上的差异，很有可能出现延迟等现象，所以，死区时间的加入是很有必要的。3.4 中展示了传统增加死区时间的方法，其中的死区时间用d来进行表示，这是一种通过延迟同一桥臂上开关管 Sl 和 s3 的导通，来实现提前 S1 和 S3截止的方法，加入死区时间后，就能够避免同时导通造成的开关烧坏的现象，此时有效矢量的作用时间 T。和零矢量的作用时间 To分别为 （3.8） 从式(3.8 )中，我们可以发现，如果说每个开关周期的有效矢量的作用时间T,减小了一个固定值，那么，输出的波形就会出现振幅减少的情况。而我们从调制波的周期上来看，则...