級聯型逆變器相移PWM的相移量與輸出諧波關系分析

2 相移量與輸出頻譜之間的關系

對于單體逆變器，其驅動信號產生原理與兩電平SPWM逆變器完全相同。而對于不同的單體逆變器，輸出的基波存在一個相位差。

設逆變器由m個單體SPWM逆變器組成，第i個SPWM逆變器輸出電壓為u_i，則串聯輸出總電壓為

u₀=u_i（1）

設單個逆變器輸出單相雙極性SPWM波，且波形正負半周期鏡像對稱，即

u(ωt)=－u(ωt+π)（2）

為簡化計算，設波形在正負周期內前后1/4周期以π/2為軸線對稱，即

u(ωt)=u(π－ωt)（3）

則可用傅立葉級數表示為^[7]

u(ωt)=a_nsinnωt（4）

設逆變器的一個開關周期為T_s，各個逆變器輸出時延為T_s/m，則輸出電壓用傅立葉級數表示為

u(ωt)=a_nsin（5）

由于

sin=[sinnωtcos(nω)－sin(nω)cosnωt]

=sinnωtcos(nω)－cosnωtsin(nω)

=sinnωtcos(n2π)－cosnωtsin(n2π)（6）

式中：T為逆變器輸出波形基波的周期，當基波為工頻50Hz，T=20ms；

T_s為開關周期，當開關頻率f_s為幾十至幾百kHz，T_s為幾μs至幾十μs。

當n=1時，可近似認為

cos(n2π)=m，

sin(n2π)=0（7）

可見，串聯后輸出電壓中基頻成分為線性疊加。

當n=m時，有

cos(n2π)=m，

sin(n2π)=0（8）

可見，串聯后輸出電壓中頻率f=mf_s的成分線性疊加。

因此，我們可以得知，m個輸出依次時延T_s/m的SPWM逆變器串聯，其輸出的基頻成分幅值為線性疊加，輸出含有f=amf_s(a=1,2,...)的諧波，諧波的幅值亦為線性疊加。

因此，若多重逆變器由m個單體逆變器組成，逆變器載波頻率為f_s，則第i個單體逆變器的時延為：