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逆变器基础仿真之双极性调制与单极性调制的差异

(2018-07-23 22:32:47)
标签:

杂谈

从调制脉冲的极性看,pwm调制技术主要分为单极性调制与双极性调制。下面就其调制原理分别做简单的介绍:
                              图1  单相全桥逆变器原理图


 1.单极性调制
     单极性调制原理图如图2所示:

http://s7/mw690/006tJzTYzy7mgpnFolo96&690
图2 单极性调制原理图
其主要原理为:   
    调制信号ur为正弦波,载波uc在ur的正半周为正极性的三角波,在ur的负半周 为负极性的三角波。
    √在ur的正半周,V1保持通态,V2保持断态。当ur>uc时使V4导通,V3关断,uo=UdurV4关断,V3导通,uo=0
    在ur的负半周,V1保持断态,V2保持通态。urV3 导通,V4 关断,uo=-Ud。当ur>uc时使 V3关断,V4 导通,uo=0。
2.双极性调制
                           图3  双极性调制原理图
其主要原理:          
在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制各开关器件的通断。在ur的半个周期内,三角波载波有正有负,所得的PWM波也是有正有负,在ur的一个周期内,输出的PWM波只有±Ud两种电平。
      在ur的正负半周,对各开关器件的控制规律相同。
√当ur>uc时, V1和V4导通,V2和V3关断,这时如 io >0,则V1和V4通,如 io<0,则VD1 和VD4 通,不管哪种情况都是uo=Ud 。
√当urV2和V3导通,V1和V4关断,这时如io<0,则V2 和V3通,如 io>0,则VD2 和VD3 通,不管哪种情况都是uo=-Ud 。

3.simulink仿真

双极性调制:
                             图 4  双极性仿真图

http://s12/mw690/006tJzTYzy7mgtTk7YDfb&690
                                   图5 双极性仿真调制模块图

  单极性调制

http://s12/mw690/006tJzTYzy7mguqClJhfb&690

所有参数相同的情况下,两种调制方式波形对比:
   第一个波形为单极性调制下逆变器交流侧电流波形,第二个波形为双极性调制下交流侧电流波形。显然,单极性调制下交流侧输出电流谐波含量更低。以下为电流FFT分析图。
http://s14/mw690/006tJzTYzy7mgvmyHKt5d&690
                                                                            单极性
http://s11/mw690/006tJzTYzy7mgvmTxwu2a&690
                                                                         双极性
FFT的分析结果显示,单极性调制与双极性调制方式下,逆变器交流侧输出电流的谐波频段基本是一致的,但是单极性调制方式的输出电流中谐波含量要比双极性调制方式低了差不多一倍左右。
 在闭环控制的条件下,两者输出电流的谐波含量差得更大。

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