载波层叠PWM法的研究析探

载波层叠PWM法（Carrier Disposition PWM）^{［23，25］}对于N个基本变换单元串联的换流器，每相控制可采用N个具有相同频率和峰值的三角载波与一个正弦调制波相比较，为了使N个三角载波所占的区域是连续的，它们在空间上是紧密相连且整个载波集对称分布于零参考的正负两侧。在正弦波与三角波相交的时刻，如果调制波的幅值大于某个三角波的幅值，则开通相应的功率开关器件，反之，如果调制波的幅值小于某个三角波的幅值则关断该开关器件。图2-41为两级串联换流器载波层叠消去法的原理示意图，u_o1和u_o2分别为两级串联单元的交流输出电压，u_o为串联换流器交流输出的电压。图中三角载波的相位是完全相同的，实际中根据三角载波相位的不同，载波层叠PWM法可分为三种：

图2-40 三角载波移相PWM法

图2-41 载波层叠消去法(www.xing528.com)

1）所有载波具有相同相位（Phase Disposition，PD）：该法谐波主要集中在载波频率处，此处谐波幅值较大，从而使相电压畸变较大；其他的谐波分量主要是以载波整数倍频率为中心的边带谐波，幅值较小。在三相系统的输出线电压中，由于各个三角载波同相位，因此载波频率处的谐波相互抵消，使线电压的THD较低；因此对于三相系统，如果载波比为3的倍数时，三次谐波被消去，PD法的线电压谐波最小。

2）所有位于零基准以上的载波同相位，所有位于零基准以下的载波具有相反相位（Phase Opposition Disposition，POD）：在相电压和线电压中，都没有载波谐波，但均存在以载波整数倍频率为中心的边带谐波，且其幅值大于PD型系统中的相应幅值，所以，该方法最终得到的相电压和线电压的谐波相对较高。

3）所有载波自上而下，交替反相和同相（Alternative Phase Opposition Disposi-tion，APOD）：其频谱分布与POD法系统很相似，所有谐波基本都位于以载波整数倍频率为中心的边带上，唯一的区别就是，POD法中的谐波主要集中在载波频率两侧边带中，而APOD型系统中谐波分布更加均匀。显然，在APOD法中，由于相应谐波在三相系统中不仅不能相互抵消，有的甚至相互叠加，导致线电压的谐波畸变率反而大于相电压的谐波畸变率。

在三相系统中PD法是最优的。对于单相逆变器，APOD法电压谐波最小。