級聯(lián)型逆變器相移PWM的相移量與輸出諧波關(guān)系分析

2 相移量與輸出頻譜之間的關(guān)系

對于單體逆變器，其驅動(dòng)信號產(chǎn)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(gè)相位差。

設逆變器由m個(gè)單體SPWM逆變器組成，第i個(gè)SPWM逆變器輸出電壓為u_i，則串聯(lián)輸出總電壓為

u₀=u_i（1）

設單個(gè)逆變器輸出單相雙極性SPWM波，且波形正負半周期鏡像對稱(chēng)，即

u(ωt)=－u(ωt+π)（2）

為簡(jiǎn)化計算，設波形在正負周期內前后1/4周期以π/2為軸線(xiàn)對稱(chēng)，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(gè)開(kāi)關(guān)周期為T_s，各個(gè)逆變器輸出時(shí)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(kāi)關(guān)周期，當開(kāi)關(guān)頻率f_s為幾十至幾百kHz，T_s為幾μs至幾十μs。

當n=1時(shí)，可近似認為

cos(n2π)=m，

sin(n2π)=0（7）

可見(jiàn)，串聯(lián)后輸出電壓中基頻成分為線(xiàn)性疊加。

當n=m時(shí)，有

cos(n2π)=m，

sin(n2π)=0（8）

可見(jiàn)，串聯(lián)后輸出電壓中頻率f=mf_s的成分線(xiàn)性疊加。

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

因此，若多重逆變器由m個(gè)單體逆變器組成，逆變器載波頻率為f_s，則第i個(gè)單體逆變器的時(shí)延為：