PS-PWM 和LS-PWM 调制都是属于载波调制方式。一般情况下,若希望对称CHB 逆变器的电平数为m,则所需要的载波数就是m-1,并且这m-1 个载波同幅度、同频率[67]。对于PS-PWM 调制来说,所需的m-1 个载波依次移相360°/(m-1);对于LS-PWM 调制来说,所需的m-1 载波,它们的排列情况如图2-2 所示[67]。
在LS-PWM 调制的三种排列方式中,由于IPD 控制方式下逆变器输出线电压 uAB的THD 最小,因此这里只给出了IPD 的调制原理。由图2-2 可见,载波vc1、vc2和vc1-、vc2-分别与调制波相交来产生 S11、 S12、 S13和 S31、 S33、S32的门极脉冲信号。当A 相调制波幅值大于x 轴上方的三个载波vc1、vc2的幅值时,对应的开关 S11、 S12和 S13分别导通;而当A 相调制波幅值小于x 轴下方的三个载波vc1-、vc2-的幅值时,对应的开关 S31、 S32和 S33才导通。图2-2 给出了对称CHB 逆变器中H1、H2 和H3 单元的电压输出波形及相电压uAN的电压波形,可见 uAN也有7 个电平等级。本章只给出了 uH1、 uH2、 uH3和uAN的波形,定义了载波比mf和调制度M 两个参数。
图2-2 多载波PWM 调制原理(www.xing528.com)
由图2-3(a)可见,对于PS-PWM 调制,装置中的载波频率通常是相等的,各级联单元器件的开关频率及导通时间也大致相同,因此各级联单元可以实现输出功率自均衡,但IPD 载波移幅调制就无法实现各级联单元输出功率自均衡了。由图2-3(b)可见,H1 单元中的每个开关器件在一个周期内只切换了三次,而H2 和H3 单元中的器件仅切换了一次,这说明采用IPD调制时H1 单元中 S11的导通时间比H3 中 S31的导通时间要小很多,因此IPD调制方式无法实现各级联单元输出功率的自均衡,如果希望解决这一问题,就需要采用载波互换或脉冲循环分配等功率均衡控制技术进行解决。
图2-3 载波移相和载波移幅调制原理
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