为逆变器提供可变电压和可变频率的另一种控制方法是采用脉冲宽度调制(PWM)控制。这种类型的控制使用不同频率开通和关断晶体管。这会产生一个由在特定时间导通和关断的一系列方波组成的具备正弦波外观的独特波形。波形的轮廓实际上非常近似六阶(段)逆变器输出信号。这种类型的波形例子如图12-88所示。在该图中可以看到,波形的整体外观是一个交流正弦波。每个正弦波实际上是由多个方波脉冲组成,该方波脉冲由晶体管快速导通和关断产生。由于这些晶体管偏置可以控制,每个方波脉冲电压值可以调节,使得整组方波有一个正弦波的整体外观。如果观察PWM逆变器的电压波形,会发现交流正弦波轮廓很像VVI逆变器中原来使用的六阶(段)正弦波。当单个脉冲电压增加时,交流正弦波的电平高度也增加了。这增加了PWM逆变器提供的正弦波的总电压。
每个方波脉冲的宽度(时间)也可以调节,以改变构成交流正弦波的每个脉冲的周期。当正弦波的宽度改变时,也改变了正弦波的周期,这意味着频率也改变了。由于调节电压和频率相当复杂,PWM逆变器使用微处理器来控制每个晶体管的偏置。如果晶闸管作为整流器的开关器件,微处理器将用于控制触发电路的相位角。
早期的PWM电路中使用一种特殊的晶闸管如GTO来产生方波脉冲。由三角载波组成的控制电路来保持电路的同步。锯齿波形送到控制每个晶闸管触发延迟角的振荡器电路中。现在的PWM逆变器使用晶体管,主要是因为其在更高的频率下可以从零到饱和并回到零进行偏置。现代电路晶体管已经得到广泛使用,因为它们可以承受超过1500A的大电流。(www.xing528.com)
图12-88 脉冲宽度调制(PWM)逆变器的电压和电流波形。注意,每个波形的整体外观是一个交流阶(段)正弦波,实际上由很多方波脉冲组成
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