PWM调制的一点儿解释,关于参考波比较方式和空间向量方式。
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发布时间：2024-10-05 00:22
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时间：2024-10-05 04:29
接下来，我们将探讨三相 PWM 变换器中至关重要的空间向量（SVPWM）和一般参考波（carrier-based PWM）之间的关联。让我们从基本原理出发，假设大家对 PWM 的基本知识有所了解，这里我们将着重于 SVPWM 的独特之处。
在 SVPWM 的世界里，一个关键概念是三相两电平交直流变换器的 PWM 输出。直流侧电容以中点为参考，交流侧输出电压在+VDC/2 和 -VDC/2 之间波动，我们以 VDC=2 为例，这意味着交流电压为 +1 或 -1。在carrier-based PWM 中，每一相都涉及一个正弦参考波与三角波的比较，关键在于理解基波成分和载波频率的谐波如何影响输出。
一个重要的发现是，PWM 输出中包含一个与参考波相同的基波成分，其信号实质上可以简化为“三倍频率的正弦波”描述。然而，这并不意味着 PWM 输出会是理想的正弦波，因为当参考波超过一定范围时，输出将偏离线性关系。例如，一个0.8幅值的正弦波在参考波限内，输出仍是0.8幅值，而超过1.1幅值时，输出则无法达到这个值。
那么，对于三相逆变器，输出端的最大相电压并非表面上的1。实际上，通过巧妙地注入三次谐波，每个相的电压可以达到约1.15伏，而三次谐波在三相中相互抵消，使得相电压看起来超过1。这种策略的关键在于利用三次谐波，而不是改变基波，因为SVPWM 可以看作是carrier-based PWM 加以特定谐波的补充。
SVPWM 的工作原理涉及到从三相电转换到两相静止坐标系，通过精巧的时间分割和矢量拼凑，实现输出电压的精确控制。每个开关周期Ts中，输出电压会按照特定的顺序变化，确保最小的开关损耗。这种技术的应用，使得 SVPWM 可以有效地等效于carrier-based PWM，通过调整参考波和载波的关系来实现。
通过推导，我们发现 SVPWM 中的正弦参考电压其实包含了额外的共模分量，其表达式并不复杂，但却隐藏着精密的计算。以调制比M（V1除以VDC/2）为基础，我们可以得出每一相电压的具体形式，它们是由正弦波和一个共模电压叠加而成的。
总的来说，PWM 调制的世界充满了奇妙的数学和工程结合，理解其背后的原理不仅有助于提升设计效率，还能揭示出隐藏在技术背后的美学。通过深入剖析 SVPWM 和carrier-based PWM 的对应关系，我们不仅能看到电力电子技术的精密之处，也能感受到其在实际应用中的灵活与巧妙。
