MATLAB双极式直流PWM可逆调速系统+power system模型库(9)
（1）计算法和调制法
A、计算法
如果给出了逆变电路的正玄波输出频率、幅值和半个周期内的脉冲数，就能准确的计算出PWM波各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变电路开关器件的通断，就可得到所需PWM波形。
B、调制法
把输出波形作调制信号，把接受调制的信号作为载波，进行调制得到期望的PWM波。通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波；其中等腰三角波应用最多。因为其上任一点水平宽度和高度成线性关系且左右对称，当它与任一个平缓变化的调制信号波相交时，如果在交点处控制器件通断，就得到宽度正比于信号波幅值的脉冲，这正好符合PWM控制的要求。当调制信号波为正弦波时，得到的就是SPWM波，本节主要介绍这种控制方法。
由于实际中应用的主要是调制法，下面结合具体电路对这种方法作进一步说明。
以下是双极性PWM型逆变电路，这种电路都是采用双极性控制方式。
图 3.4.1 三相桥式PWM型逆变电路
其中U、V、W三相的PWM控制通常公用一个三角波载波uc，三相的调制信号urU、urV和urW依次相差120°。U、V、和W各相功率开关器件的控制规律相同，现以U相为例来说明。当urU>uc时，给上桥臂V1导通信号，给下桥臂V4关断信号，则U相相对于直流电源的假想中点N`的输出电压uUN´=Ud/2。当urU<uc时，给V4导通信号，给V1关断信号，则uUN´=-Ud/2。两者的控制信号是互补的。当给V1(V4)加导通信号时，可能是V1(V4)导通，也可能是VD1(VD4)导通。这要由阻感负载中电流的方向来决定，这和单相桥式PWM型逆变电路在双极性控制时的情况相同。V相及W相的控制方式都和U相相同。可以看出uUN´、uVN´和uWN´的PWM波形只有±Ud/2两种电平，图中的线电压uUV的波形可由uUN´-uVN´得出。可以看出，当臂1和臂6导通时，uUV=--Ud，当臂3和臂4通时，uUV=－Ud，当1和3或4和6通时，uUV=0。因此，逆变器的输出线输出线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成，其波形图如图4--10所示，其负载相电压PWM波由(±2/3)Ud、(±1/3)Ud和0共5种电平组成。
图 3.4.2 三相桥式PWM逆变电路波形
在电压型逆变电路的PWM控制中，同一相上下两个桥臂的驱动信号都是互补的。但实际上为防止上下两个臂直通而造成短路，在上下两臂通断切换时留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。死区时间要留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。死区时间的长短主要由功率器件关断的时间决定。死区时间会给输出PWM波带来影响，使其稍稍偏离正弦波。
下图是三相桥式PWM逆变电路计算法中uUN´的波形。在输出电压的半个周期内，器件开通、关断各3次（不包括0和π时刻），共6个开关时刻可以控制。为了减少谐波并简化控制，要尽量使波形具有对称性。首先，为消除偶次谐波，应使波形正负两半周期镜对称，即：
图 3.4.3 特定谐波消去法的输出PWM波形
其次，为了消除谐波中的余弦项，简化计算过程，应使波形在半周期内前后1/4周期以 为轴线对称。即
(3-2)
同时满足上述两式的波形称为四分之一周期对称波形，这种波形可以用傅里叶级数表示为：
(3-3)