低开关频率下的多模式PWM调制技术研究

"低开关频率下PWM调制方法研究 (2010年)，作者：周明磊，游小杰，王琛琛，发表于《北京交通大学学报》2010年第5期" PWM（脉宽调制）是电力电子领域中广泛应用的一种技术，特别是在大功率牵引传动系统如交直交电力机车中。由于逆变器的开关频率受限，传统的单一PWM方法可能无法满足系统性能需求，因此多模式PWM方法应运而生。本文主要探讨在低开关频率环境下如何有效地实现多模式PWM。 在低开关频率下，PWM调制面临的主要挑战是如何保持输出波形的质量和控制系统的稳定性。作者提出了一种中间60°调制方法，该方法适用于低载波比的条件。载波比是PWM波形中载波频率与调制信号频率的比例，当载波比降低时，调制效果会受到影响，而中间60°调制能有效改善这一情况，通过在每个周期内对脉冲宽度进行特殊分配，以减少谐波成分并提高输出质量。 此外，论文还研究了不同PWM模式之间的切换条件，包括异步调制、同步调制和中间60°调制。异步调制是不考虑载波和调制信号的相对相位，而同步调制则要求两者相位一致，这两种方法在特定情况下各有优势。中间60°调制则是一种折衷方案，它在低载波比时能提供良好的性能。通过设计适当的切换策略，可以实现在这些模式间平滑过渡，确保系统的连续稳定运行。 为了验证分析的正确性，作者进行了仿真和实验研究。仿真结果与理论分析相吻合，进一步的实验验证表明，所提出的调制方法能够在低开关频率下有效工作，同时保证了调制精度和系统性能。这些研究成果对于优化大功率牵引传动系统的逆变器控制具有重要的理论和实践意义。 这篇论文深入研究了低开关频率下的PWM调制策略，特别是中间60°调制方法，以及不同模式间的切换条件，为实际应用提供了理论指导和技术支持。这些方法对于提高电力机车等大功率设备的能效和降低噪声污染有着显著的效果。