[N=3]
Bn
4U d n
uc
(c o s n 1 c o s n 2 c o s n 3 )
n 1 ,3 ,5 ,

n 1

B n sin n t
0
ug
t

(c o s 1 c o s 2 c o s 3 ) s in t
幅值由开关角决定，开 关角由调制比m决定。 采用平均值模型
C n/0.7845 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 基波 + C 2N - 1 N >> 1
k 奇 ， b 3 (2 n -1 ) 1 k 偶 ， b 1 ,6 n 1
N次谐波含量在m较小时较高 选N为3的整数倍，则 线电压谐波主要分布在
u O uUN'
Ud 2 Ud 2
u rU
uc urV
urW
t
O
t
uVN' O uWN'
t
O
t
同步调制三相PWM波形
7-3-17
7.2.2 异步调制和同步调制
3）分段同步调制
划分频段，每频段内保持N恒
fc /kHz
2.4
201 14 7 99
2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0
69
45
33
uc
ug
Vg
0
Wg Vg>Uc,Ug3>0 Ug>Uc,Ug1>0
t
O'
u g1
i6 i4 iU O iV i2 i W
4 6
1 3 5 6
4
1 3
Ug<Uc,Ug3<0 Ug<Uc,Ug1<0 Wg>Uc,Ug5>0 4
4 6 2 1 4 1 1
阻性 4 6 2
t t
N
u g3 ug5
Ug<Uc,Ug5<06 6 3 3
7-3-16
7.2.2 异步调制和同步调制
2） 同步调制 ——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时 使载波与信号波保持同步，即N等于常数。
基本同步调制方式，fr变化 时N不变，信号波一周期内 输出脉冲数固定。 三相电路中公用一个三角 波载波，且取N为3的整数 倍，使三相输出对称。 为使一相的PWM波正负半 周镜对称，N应取奇数。 fr很低时，fc也很低，由调 制带来的谐波不易滤除。 fr很高时，fc会过高，使开 关器件难以承受。
4 2
2
2.上13下2管关断，下管 1.三上135管关断， V,W 46上5管正驱动。 三下管462正驱 相电流为正，U相电流 t 5、T6正驱动， 动。V,W相电流 为负。续流电流从N经 D3T6换流，U相电 3.上3下24管关断， 为正，U相电流 D6经V负载到中线从U 流过0时，D1T1交 下管6上15管正驱动。 t 为负。续流电流 负载经T4回N形成回路， 换导通，电流从电 W相电流为正，UV t 从N分D2、6经V、 ug5 直到V电流下降到0；W 源经T1和T5、UW 相电流为负。W相 t W负载到中线从 相T5导通，从电源获得 负载到中线，经V 电流继续经T5、W i U负载经T4回N i 能量，电流经T5、W相 负载从T6回N。此 u u 相负载流向中线， 形成回路 负载流向中线，经U相 t 时U、W相电流为 一路经V相负载从 负载从T4回N。V电流 正，V相电流为负。 T6回N，一路作为U 过0后，此电流的一部 其它时区类推。 相续流电流从中线 分经V负载、T6回N。 t 经D1回电源形成回 路。
5 2 5 2 5
3
3
t
1开，单独经6、 2并联返回，输 出2/3Ud 1，5开，并联， 上3管开，下3 经6回，输出＋ 全关，输出0 1/3Ud 5号开，经46管 1、5管开，并联， 上3管全关断， 两路并联返回， 经6回，输出＋ U相对中点输 输出为－1/3Ud。 1/3Ud 出电压为0
2
5 2U d /3
7-3-6
仿真验证
模型
Continuous pow ergui
+ i id Out1 io
S + A + i + v Uo
Scope
300V
-
B C
Iin1
Voltage Measurement
Universal Bridge 1,2e-3mH RL
RL2
7-3-7
N 2, N 4, 2 N 1, 2 N 5
CN +2 0.6 0.8
直流电压利用率
CN + 4 1.0 C5 1.2 1.4 C7 m
Av
U
A 01 m d
0 .5 m
7-3-5
三相SPWM的输出线电压谐波分布
U
感性负载
P
+ id Ud 2 Cd T4 + Ud 2 U D4 ZU T6 V D6 ZV T2 W D2
Convert NOT Logical Operator2
Relationa Data Type Conversio1 Operator1
<= Sine Wave2
Convert NOT Logical Operator3
Relationa Data Type Conversio2 Operator2
4）双极性PWM控制方式 （三相桥逆变）
三相的PWM控制 公用三角波载波uc 三相的调制信号urU、 urV和urW依次相差 120°
图7-7 三相桥式PWM型逆变电路
7-3-1
三相SPWM逆变电路
控制极信号的时序分布 载波信号为对称三角波
u ra U rm sin ( t 3 0 )
o
P
+ -
id Ud 2 Cd
i T1
i1 D1 T3
i3 D3 T5
i5 D5
O'
+ -
U T4 D4
ZU T6
V D6
ZV T2
W D2
ZW
Ud 2
任一时刻主电路有3器件 导通，其它器件关断。 纯电阻负载各D不导通。
N
i6 i4 iU O
iV
i2 i W
7-3-2
输出电压
u UV
uU V 1 4U d
保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N变化 在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也 不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期 的脉冲也不对称
当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产 生的不利影响都较小
当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不 对称的影响就变大
2N-1次 幅值最大
Fundamental (50Hz) = 75.06 , THD= 105.48% 70 60 50 40 30 20 10 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Frequency (Hz) 3 3.5 4 x 10
4
7-3-14
谐波分析小结
三相和单相比较，共同点是都不含低次谐波， 一个较显著的区别是载波角频率c＝Nr整数 倍的谐波没有了，谐波中幅值较高的是
4 4
uc
i5
i T1
i1 D1 T3
i3 D3 T5
D5
0
O'
ZW
u g1 u g3
1 1 6 6 6 6 6 6
1 1 1 1
N
i6 i4 iU O
iV
i2 i W
5 5 5 5
2 2
4.T6关断，V相 iW1 1. N_D2,6_O_T4_N u U01 2. 电流维持原方向， P_T5_O_T4,6_N 0 3. 使D3导通续流。 P_T5_O_T6_N,D1_P 1 4. 此时T5、D1继续 P_T5_O_D1,3_P,三上臂导 i 通，三相暂时短路 导通，形成三上 0 5. 臂导通，相当于 P_T5_O,电流过 1 1 6 3 0,P_T1_O_T6_N D 2 2 三相输出UVW暂 时处于短路
0.005
0.01
0.015
0.02 0.025 Time (s)
0.03
0.035
0.04
Fundamental (50Hz) = 150.1 , THD= 52.07% 35
Mag (% of Fundamental)
30 25 20 15 10 5 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Frequency (Hz) 3 3.5 4 x 10
基波相电压U
XO 1m
u g1 u g3 ug5
阻性 4 6 1 3 5 6 2 4 1 3 5 2U d /3 4 6 2 3 5 1 4 6 2 5 3 1 6 2 5 4 1 3 2 4 6
t t
3
t
0 .5 m U d
m 1, N 1
uU0
0
Ud / 3
u U01
t
有效值U 线U
三相SPWM控制
<= Sine Wave Convert NOT Logical Operator1
Relationa Data Type Conversio Operator
Convert Data Type Conversion1
1 Out1
Repeating Sequence
<= Sine Wave1
uU0
0
Ud / 3
u U01
线电压为两相电 压的差，由3种电 t 平组成
u V01
t

u UV
0