基于H橋級聯(lián)型逆變器PWM控制策略的研究

　　2）雙極性調(diào)制：H型逆變器的雙極性調(diào)制與單相橋的雙極性調(diào)制一樣，控制信號的產(chǎn)生方式是相同的，區(qū)別在于一個是單橋臂，一個是雙橋臂。為了解決這樣的問題，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(xiàn)兩種開關(guān)狀態(tài)的組合，即S1和S4同時導(dǎo)通，S2和S3同時關(guān)閉;S1和S4同時關(guān)閉，S2和S3同時導(dǎo)通?？梢暂敵雠c單相橋雙極性調(diào)制相類似的波形。雖然這種方式輸出波形的dv/dt較大，會產(chǎn)生高次諧波，對系統(tǒng)的沖擊增大，但是功率單元兩橋臂的功率是均衡的，同時其控制方法簡單，易于實現(xiàn)。由于高壓變頻器系統(tǒng)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，同時也降低了現(xiàn)場布線的難度。

　　3）單極性調(diào)制：雖然單橋臂斬波的方式能夠?qū)崿F(xiàn)與單相橋單極性調(diào)制相類似的輸出波形，但是其這種控制方式存在著固有的缺陷，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度的對稱式SPWM信號。由于基波相位差180度，那么兩路控制信號相對應(yīng)的載波周期的占空比為1，即為互補。輸出的波形會出現(xiàn)四種組合：S1導(dǎo)通，S3關(guān)閉，輸出+Udc;S1導(dǎo)通，S3導(dǎo)通，輸出0;S1關(guān)閉，S3關(guān)閉輸出0;S1關(guān)閉，S3導(dǎo)通，輸出-Udc。見圖中虛線左側(cè)部分，會出現(xiàn)前三種開關(guān)組合，虛線右側(cè)會出現(xiàn)后三種開關(guān)組合，即可以輸出如圖7所示占空比滿足正弦變化的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(diào)制輸出波形

　　采用這種方式實現(xiàn)的PWM控制，實現(xiàn)了由單極性SPWM向雙極性SPWM的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了左右橋壁的功率平衡，同時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，被稱為完美無諧波逆變器。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，不能直接實現(xiàn)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(jié)省了器件，降低了開發(fā)成本和開發(fā)難度，控制簡單，易于實現(xiàn)。

　　表1邏輯關(guān)系

5結(jié)束語

　　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，給出了三種實現(xiàn)方式，并針對其實現(xiàn)的方法及性能進(jìn)行了分析和比較。