基于H橋級聯(lián)型逆變器PWM控制策略的研究

　　2）雙極性調制：H型逆變器的雙極性調制與單相橋的雙極性調制一樣，控制信號的產(chǎn)生方式是相同的，區別在于一個(gè)是單橋臂，一個(gè)是雙橋臂。為了解決這樣的問(wèn)題，將如圖2的控制信號輸入給S1和S4，S2和S3與S1和S4的信號反向。這種控制方式只能出現兩種開(kāi)關(guān)狀態(tài)的組合，即S1和S4同時(shí)導通，S2和S3同時(shí)關(guān)閉;S1和S4同時(shí)關(guān)閉，S2和S3同時(shí)導通?？梢暂敵雠c單相橋雙極性調制相類(lèi)似的波形。雖然這種方式輸出波形的dv/dt較大，會(huì )產(chǎn)生高次諧波，對系統的沖擊增大，但是功率單元兩橋臂的功率是均衡的，同時(shí)其控制方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現。由于高壓變頻器系統中，控制信號的輸出單元和功率單元之間有一段距離，它們之間是通過(guò)光纖連接到一起的，采用這種方法可以減少光纖的使用，降低產(chǎn)品的成本，同時(shí)也降低了現場(chǎng)布線(xiàn)的難度。

　　3）單極性調制：雖然單橋臂斬波的方式能夠實(shí)現與單相橋單極性調制相類(lèi)似的輸出波形，但是其這種控制方式存在著(zhù)固有的缺陷，在這里介紹另一種控制方式。如圖1所示，S1由圖5所示的控制信號控制，S3由如圖6所示的控制信號控制，S2與S4分別為S1和S2控制信號的反向信號。圖5和圖6所示的控制信號是基波相位差180度的對稱(chēng)式SPWM信號。由于基波相位差180度，那么兩路控制信號相對應的載波周期的占空比為1，即為互補。輸出的波形會(huì )出現四種組合：S1導通，S3關(guān)閉，輸出+Udc;S1導通，S3導通，輸出0;S1關(guān)閉，S3關(guān)閉輸出0;S1關(guān)閉，S3導通，輸出-Udc。見(jiàn)圖中虛線(xiàn)左側部分，會(huì )出現前三種開(kāi)關(guān)組合，虛線(xiàn)右側會(huì )出現后三種開(kāi)關(guān)組合，即可以輸出如圖7所示占空比滿(mǎn)足正弦變化的PWM波。

圖5左橋臂控制信號

圖6右橋臂控制信號

圖7H橋單極性調制輸出波形

　　采用這種方式實(shí)現的PWM控制，實(shí)現了由單極性SPWM向雙極性SPWM的轉化，實(shí)現了左右橋壁的功率平衡，同時(shí)采用這種方式得到的逆變器輸出電壓諧波很低，輸出不需要采用濾波器，被稱(chēng)為完美無(wú)諧波逆變器。在變頻器控制中，通常采用DSP控制，由于DSP只能輸出兩種電平，不能直接實(shí)現單極性SPWM，需要外加器件的輔助，采用此方法利用功率單元的組合邏輯關(guān)系（邏輯關(guān)系如表1），代替了外加器件的功能，節省了器件，降低了開(kāi)發(fā)成本和開(kāi)發(fā)難度，控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現。

　　表1邏輯關(guān)系

5結束語(yǔ)

　　在大功率高壓變頻器技術(shù)中，PWM控制技術(shù)是其核心技術(shù)之一，一個(gè)良好的PWM控制策略是產(chǎn)品性能的保證，在本文中主要針對H橋級聯(lián)型大功率高壓變頻器的PWM控制方式進(jìn)行了探討，給出了三種實(shí)現方式，并針對其實(shí)現的方法及性能進(jìn)行了分析和比較。