開關(guān)死區(qū)對(duì)SPWM逆變器輸出電壓波形的影響

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)。

圖3死區(qū)△t對(duì)基波幅值的影響

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(yǔ)

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(shuō)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。