說說PWM脈寬調制原理

PWM脈寬調制，是靠改變脈沖寬度來控制輸出電壓，通過改變周期來控制其輸出頻率。而輸出頻率的變化可通過改變此脈沖的調制周期來實現。這樣，使調壓和調頻兩個作用配合一致，且于中間直流環節無關，因而加快了調節速度，改善了動態性能。由于輸出等幅脈沖只需恒定直流電源供電，可用不可控整流器取代相控整流器，使電網側的功率因數大大改善。利用PWM逆變器能夠抑制或消除低次諧波。加上使用自關斷器件，開關頻率大幅度提高，輸出波形可以非常接近正弦波。

PWM變頻電路具有以下特點：

1.可以得到相當接近正弦波的輸出電壓

2.整流電路采用二極管，可獲得接近1的功率因數

3.電路結構簡單

4.通過對輸出脈沖寬度的控制可改變輸出電壓，加快了變頻過程的動態響應

現在通用變頻器基本都再用PWM控制方式，所以介紹一下PWM控制的原理

PWM基本原理

脈寬調制(PWM)。控制方式就是對逆變電路開關器件的通斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產生多個脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次斜波諧波少。按一定的規則對各脈沖的寬度進行調制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。

在采樣控制理論中有一個重要的結論，即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上，其效果基本相同。沖量既指窄脈沖的面積。這里所說的效果基本相同。是指該環節的輸出響應波形基本相同。如把各輸出波形用傅里葉變換分析，則它們的低頻段特性非常接近，僅在高頻段略有差異。

根據上面理論我們就可以用不同寬度的矩形波來代替正弦波，通過對矩形波的控制來模擬輸出不同頻率的正弦波。

例如，把正弦半波波形分成N等份，就可把正弦半波看成由N個彼此相連的脈沖所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于 ∏/n ，但幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦規律變化。如果把上述脈沖序列用同樣數量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖的中點和相應正弦等分的中點重合，且使矩形脈沖和相應正弦部分面積(即沖量)相等，就得到一組脈沖序列，這就是PWM波形。可以看出，各脈沖寬度是按正弦規律變化的。根據沖量相等效果相同的原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對于正弦的負半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。

在PWM波形中，各脈沖的幅值是相等的，要改變等效輸出正弦波的幅值時，只要按同一比例系數改變各脈沖的寬度即可，因此在交-直-交變頻器中，整流電路采用不可控的二極管電路即可，PWM逆變電路輸出的脈沖電壓就是直流側電壓的幅值。

根據上述原理，在給出了正弦波頻率，幅值和半個周期內的脈沖數后，PWM波形各脈沖的寬度和間隔就可以準確計算出來。按照計算結果控制電路中各開關器件的通斷，就可以得到所需要的PWM波形.