逆变器基准信号几种产生方法的研究

　　图6（a）和图6（b）分别表示了M =0.8，N为奇数及偶数的单相双极性的三阶SPWM波形的频谱。比较两图可知载波比N数值的选取，对谐波的含量没有太大的影响。
　　根据以上分析方法可以对单极性SPWM法和“相位参差” SPWM法进行类似的分析。需要提出的是，单极性SPWM波形频谱中不存在中心谐波含量（即n=N次谐波）[3]，这是与双极性SPWM法的不同之处。而在“相位参差”法中，用两个相位相反，角频率为ωcˊ 的二阶SPWM波相减，就可以得到一个载波角频率ωc=2ωc'，即载波比N = N'的三阶SPWM波。从而将两个二阶SPWM中的载波、载波的奇次谐波，以及它们的上下边频都消除掉了。

4 实验结果与分析

　　图7为表格＋D/A法产生的基准正弦波的实测频谱。微处理器采用ATMAIL2051，正弦波频率400Hz，每周期250点。由图7可见，谐波主要分步在j·（250×400）Hz（j=1，2，3……）周围。由分析知，在相同的周期内，N的取值越大，每个阶梯波的时间宽度越短，阶梯波就越接近于正弦波，谐波含量就越小，从而使得THD值越小。

　　图8为SPWM法产生的基准正弦波在滤波前的实测频谱。微处理器采用TMS320F240，正弦波频率50Hz，调制三角波频率10kHz，采用三阶低通滤波器滤波。由图8可见，谐波主要分布在j·104Hz（j=1，2，3……）周围，这与理论分析的结论是一致的，但是从图中发现谐波含量偏大，这是由于处理数字正弦波数据时产生的误差以及测量方法上的差异导致的,但这不影响滤波后的频谱分布，如图9所示。

5 结语

　　1）表格＋D/A法产生基准正弦波，当一个正弦周期的数据点数为N时，其谐波主要分布在jN（j=1,2,3……）次周围，并且时间量化对频谱分布几乎没有影响。
　　2）SPWM法产生基准正弦波，其谐波主要包含基波、中心谐波以及以n=jN（j=1,2,3……）为中心形成各个幅值递减的上下边频谐波带。由以上分析知，谐波幅值与调制度M的取值有关，而谐波频率与载波比的取值N有关，N越大，谐波频率越高，滤波越容易。
　　3）就实现手段而言，表格＋D/A法适用于各种微处理器，但需要外加D/A转换器；SPWM法适用于具有PWM功能的微处理器，不需要外加D/A转换器，但滤波电路略复杂。

参考文献

[1] He Zhongyi, Xing Yan and Hu Yuwen, Low cost compound current sharing control for inverters in parallel operation, IEEE PESC 2004, vol. 1: 222-227
[2] 刘凤君，正弦波逆变器，科学出版社，2002.2
[3] 林渭勋，现代电力电子电路，浙江大学出版社，2002.7