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開關(guān)死區(qū)對(duì)SPWM逆變器輸出電壓波形的影響

作者: 時(shí)間:2011-03-01 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/156652.htm

udev=uAO0°-uAO′0°-uD1.4180°-φ(9)

將方程式(6)、(7)與方程式(8)比較可知,死區(qū)對(duì)輸出電壓的波形存在著明顯的影響,影響的大小與死區(qū)△t的值和載波比N有關(guān)。

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圖3死區(qū)△t對(duì)基波幅值的影響

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圖4載波比N對(duì)基波與諧波的影響

●死區(qū)△t的影響:空載時(shí)二極管不續(xù)流,死區(qū)對(duì)輸出電壓影響不大,感性負(fù)載時(shí)二極管續(xù)流產(chǎn)生誤差波uD1.4,使輸出電壓基波幅值減小,相位超前φ′角,并出現(xiàn)了幅值為的3、5、7……次諧波,死區(qū)△t越大,這種影響越大。

●載波比N的影響:方程(6)、(7)中的ωc=Nωs,所以當(dāng)N增大時(shí),輸出電壓基波幅值的減小和3、5、7……次諧波的增大更嚴(yán)重。輸出電壓uAO″方程中產(chǎn)生的3、5、7……次諧波,隨著N的增大而上升;而uAO″中的載波下邊頻產(chǎn)生的3、5、7……次諧波,隨著N的增大而減小。因此,輸出電壓uAO″中3、5、7……次諧波的總和,隨著N的增加呈現(xiàn)出先減小而后增大的變化,中間有一個(gè)使3、5、7……次諧波含量為最小的最佳載波比N。這就打破了SPWM逆變器隨著N的增大而使低次諧波含量減小的傳統(tǒng)理論。

4計(jì)算機(jī)輔助分析和實(shí)驗(yàn)曲線

4.1死區(qū)△t對(duì)輸出電壓基波幅值的影響

圖(3)給出了輸出頻率為40Hz、M=0.8、N=15、cosφ≈1和cosφ=0.8時(shí)基波幅值與死區(qū)△t的關(guān)系曲線,可以看出隨著△t的增大基波幅值下降,當(dāng)cosφ≈1時(shí)基波線性下降。

4.2載波比N對(duì)輸出基波電壓和3、5、7……次諧波的影響

圖(4)給出了輸出頻率為40Hz、M=0.8、△t=40μs、cosφ=0.8時(shí)基波幅值和3、5、7……次諧波幅值與載波比N的關(guān)系曲線,可以看出隨著N的增大基波幅值大幅度降低,當(dāng)N=99時(shí)基波幅值降低到理論值的37%;隨著N的增大,3、5、7……次諧波的幅值先是下降,當(dāng)N>15時(shí)開始顯著上升。對(duì)于3次諧波,當(dāng)N=9時(shí)為最小,當(dāng)N>9時(shí)隨著N的增加顯著上升,當(dāng)N=99時(shí)上升到基波理論值的21%。由此圖可知N=15時(shí)是最佳載波比。

5結(jié)語

在SPWM逆變器中,設(shè)置死區(qū)△t對(duì)輸出電壓波形有明顯的影響:

(1)使輸出電壓基波幅值減小,并產(chǎn)生出與△tN成正比的3、5、7……次諧波。

(2)對(duì)于有死區(qū)的SPWM逆變器,隨著載波N的增大,輸出電壓uAO″中的3、5、7……次諧波幅值先是減小,當(dāng)N>15以后顯著增大。不像傳統(tǒng)理論中所說的,隨著載波N的增大,低次諧波含量將逐漸減小的結(jié)論。(3)對(duì)于變頻調(diào)速系統(tǒng),當(dāng)電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)ωs減小,使載波比相應(yīng)增大,因此△t與N將使基波幅值減小,和3、5、7……次諧波增大的影響更加嚴(yán)重,在這種情況下,為了保證電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),必須對(duì)死區(qū)的不良影響進(jìn)行補(bǔ)償。


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