提高直流利用率的新型三相SPWM技术：低开关次数与谐波优化

本文主要探讨了一种新颖的三相SPWM技术，它在保持与VSV-PWM相同的高直流电压利用率（即在输出正弦波形时，能够使直流电压的使用效率最大化）的同时，解决了传统SPWM方法中存在的问题，特别是传统SPWM由于采用固定比例的调制波，可能导致输出波形受限，使得最大幅值仅能达到直流电压的一半，效率较低。 传统的SPWM技术如图1所示的三相桥式逆变器中，采用比较调制波和三角载波的方式来生成开关逻辑信号，这限制了每个桥臂输出电压的基波幅值，只有在调制比为1时，幅值才达到0.5Udc。相比之下，VSV-PWM允许三相桥式逆变器输出8种不同的电压空间矢量，通过矢量组合可以产生更广泛的输出电压，使得直流电压利用率提高到Udc/3，提升了约15%的效率。 为了进一步提升系统的动态性能和利用效率，文中提出的新颖SPWM技术引入了谐波注入概念（HISPWM）。该方法利用三相系统中线电压能自然抵消相电压的3K次谐波特性，通过人为地在正弦调制基准波中加入特定的3K次谐波成分，如UHI(t) = 1.15sinωt + 0.19sin3ωt，这样可以在不增加开关次数的前提下，有效降低合成调制波的峰值，避免过调制问题，从而实现更高效率和更好的波形质量。 这种新型SPWM技术的优势在于它简化了操作，降低了开关次数，同时提高了直流电压的使用效率，对于改善三相逆变器的性能和稳定性具有重要意义。实验结果证明了这种技术的有效性和优越性，使之成为一种简单且最优的SPWM方法。关键词包括脉宽调制（PWM）、正弦波/直流电压利用率，以及与VSV-PWM、HISPWM相关的技术比较。