SPWM技术：实现变压变频器正弦波输出的关键

本文主要讨论了如何通过SPWM（正弦脉宽调制）技术使变压变频器输出交流电压的波形更接近正弦波，这对于电动机稳定运行和提升其工作效率至关重要。SPWM是一种广泛应用在现代通用变频器中的控制策略，尤其在全控型电力电子开关元件如IGBT或MOSFET等设备中。 SPWM的基本原理是利用多个等宽不等幅的矩形脉冲来模拟连续的正弦波。这些矩形脉冲的宽度保持恒定，而幅度则随时间变化，确保它们在每个周期内的面积与对应正弦波的面积相等。这样，通过增加矩形脉冲的数量，可以提高模拟精度，但受开关器件开关频率的限制。 在通用变频器中，整流器将交流电转换为直流电源，然后逆变器利用这些恒定电压的直流电源产生SPWM波形。逆变器通常由多个全控型开关元件组成，如图3-3所示的VT1~VT6，它们与续流二极管VD1~VD6一起工作。通过交替导通和关断，逆变器能够产生单极式的SPWM波形，即正半周和负半周分别对应一组正向和反向的脉冲。 单极式SPWM的实现方法是将正弦波分成若干等分，每个等分对应一个固定宽度的矩形脉冲，其幅值根据等分的正弦曲线面积确定，且脉冲的中点与正弦波中点重合。这种方法不仅限于一相，而是应用于三相系统，通过调整各个相的SPWM波形，实现了三相交流电压的同步。 SPWM技术的优势在于，尽管输出的不是严格的正弦波，但由于人眼对电压波形的感知有限，这种近似的正弦波形能满足大部分电机驱动需求，同时降低了谐波失真，减少了对电网和电机的干扰。因此，SPWM是现代变压变频器实现高效、平稳运行的关键技术之一。