3.1 SPWM法

SPWM法從電動機供電電源的角度出發(fā)，著眼于如何產(chǎn)生一個可調頻調壓的三相對稱正弦波電源。具體方法是以一個正弦波作為基準波（稱為調制波），用一列等幅的三角波（稱載波）與基準正弦波相交，由它們的交點確定逆變器的開關模式。為了提高逆變器的輸出電壓幅值，針對SPWM法，人們提出了準優(yōu)化 PWM法，即三次諧波疊加法。在正弦波中注入一定比例的三次諧波后，調制波的幅值大大降低，在調制波沒有過調制的情況下，可使基波幅值超過三角波幅值，實現(xiàn)調制系數(shù)大于1的調制。在這種調制方式下，最大調制比可提高到1.15左右，相應直流母線電壓的利用率最大可提高15%。

3.2 SVPWM法

磁鏈追蹤型PWM法又稱為電壓空間矢量脈寬調制（SVPWM），與SPWM 法不同，它是從電動機的角度出發(fā)的，著眼點在于如何使電動機獲得圓磁場。它以三相對稱正弦波電壓供電時交流電動機的理想磁鏈因為基準，用逆變器不同開關模式所產(chǎn)生的實際磁鏈矢量來追蹤基準磁鏈圓，由追蹤的結果決定出逆變器的開關模式，形成PWM波。逆變器的開關模式有8個空間電壓矢量，其中V0、V7為零電壓矢量。SVPWM不僅使得電機轉距脈動降低，電流波形畸變減少，而且與SPWM技術相比直流母線電壓利用率有很大提高，在這種調制模式下直流母線電壓的利用率最大可提高15%，并易于數(shù)字實現(xiàn)。

3.3 不連續(xù)的SVPWM策略（DHPWM）

不連續(xù)的SVPWM方法是近幾年提出的一種新穎的電壓空間矢量脈寬調制策略，國外文獻稱為不連續(xù)的SVPWM策略（DHPWM），國內有些文章稱為混合型調制策略（HPWM）或低開關損耗模式調制。對于連續(xù)PWM調制方法，三相調制波都位于其對應載波的峰值之間，因此，所有的連續(xù)PWM調制方法，其逆變器的開關損耗都是相同的，且與負載電流的相角無關。降低開關損耗最簡單的方法就是使開關器件不動作，或者在一個周期中盡量少動作。傳統(tǒng)的SVPWM 方法中零矢量（V0和V7）的位置在脈寬生成中是對稱存在的，零矢量的導通時間相等。而且位置是固定的，不能改變。如果保持有效導通矢量的時間不變，這樣合成的空間電壓矢量有效值不會受到影響，同時改變零矢量V0和V7在脈沖分配中的位置，使開關動作的次數(shù)減少，這就是不連續(xù)的SVPWM方法。零矢量的分配和位置不同就會有不同的調制效果。如果在三個相鄰矢量所夾扇區(qū)固定選用一個適當?shù)牧闶噶浚墒姑恳唤M在一個周期內有120o的扇區(qū)內不開關。每相不開關范圍是連續(xù)的120o的區(qū)域，因而導致上下橋臂的開關損耗不一致，波形畸變比SVPWM要大很多。如果在相鄰的60o區(qū)間選用不同的零矢量，這樣有三種零矢量的分配方案。實際應用中應該盡量使每相開關器件在負載電流較小的區(qū)間內開關。安排大的負載電流在不開關的扇區(qū)內，這種不僅可以減少開關次數(shù)，同時還可以有效降低開關器件的最大開關電流，從而使開關損耗最小。該方法可以將開關次數(shù)減少到原來SVPWM的1/3，極大的降低了開關損耗，同時由于插入零矢量的位置改變了逆變器的續(xù)流過程，對抑制電流波形的振蕩和失真也有一定的效果。在工程中對該方法調制時的死區(qū)效應補償技術的實現(xiàn)存在一定的困難。一種行之有效的方法是在每個扇區(qū)內對有效導通主矢量的補償。

3.4 隨機脈寬調制技術（RPWM）

在變頻器供電的交流傳動系統(tǒng)中，噪聲問題長期以來一直受到人們的關注，在某些低噪聲的場所變頻器和電動機發(fā)出的噪聲令人難以忍受。變頻器噪聲主要由逆變器所采用的脈寬調制方法所致。在一般的PWM方法中，逆變器的功率開關是以“確定的”方式通斷的，這種控制方式雖然可以很好地抑制電壓波形中的低次諧波，但卻將產(chǎn)生某種幅值很大的高次諧波，這些諧波主要集中在一倍和兩倍的載波頻率附近，它們將產(chǎn)生明顯的噪聲和振動。近年來出現(xiàn)的隨機脈寬調制（RPWM）為解決逆變器的噪聲問題提供了一種全新的思路。隨機PWM的基本思想是用一種隨機的開關策略代替常規(guī)PWM中固定的開關模式，以使逆變器輸出電壓的諧波頻譜均勻地分布在一個較寬的頻率范圍內，達到抑制噪聲和機械振動的目的。目前有三種可行的RPWM方案：

（1） 隨機化開關頻率 即在傳統(tǒng)的SPWM中，使三角載波的斜率隨機變化，那么每周的開關次數(shù)可隨機變化，從而達到開關頻率隨機的目的。

（2） 隨機化脈沖位置 在這種方案中，隨機量是開關信號脈沖在每個通斷周期內的位置。最簡單的是只有兩位隨機選擇，一種在開始，一種在結束。

（3） 隨機開關 隨機波與正弦參考信號相比，比較的結果形成了數(shù)字RPWM信號。在現(xiàn)在有的空間矢量脈寬調制技術的基礎上可以采用隨機化脈沖位置的方法實現(xiàn)隨機PWM。在上面優(yōu)化的SVPWM中分析了零矢量位置的不同，會降低系統(tǒng)的開關損耗，如果采用隨機的方法將這些優(yōu)化的SVPWM隨機調制，在每一個載波周期出現(xiàn)各種零矢量插入的位置不同，就會隨機改變脈沖位置，實現(xiàn)隨機PWM調制的目的。目前比較簡單和實用的方法只有2個零矢量固定的方式隨機切換，由一個隨機函數(shù)產(chǎn)生一個隨機的兩種狀態(tài)0和1，如果為0，將零矢量V0作用在開關周期的兩頭；如果為1，將零矢量V7作用在開關周期的中間。該方法實質上是兩種低開關損耗調制的隨機切換。 隨機函數(shù)產(chǎn)生的狀態(tài)隨機性越好，切換的調制狀態(tài)越多，系統(tǒng)的諧波能量就能更好的連續(xù)的分布，隨機PWM的效果就會越好。但是同時算法實現(xiàn)的難度和對控制器的實時性要求也會提高。采用RPWM方法，可以有效的降低逆變器系統(tǒng)的噪聲，同時將某些集中的離散的高頻成分轉化為連續(xù)的平均分布的頻率成分，降低了向外傳播的電磁干擾。

3.5 過調制技術

過調制技術主要是在空間矢量脈寬調制（SVPWM）基礎上來實現(xiàn)的一種技術。對高性能交流傳動系統(tǒng)來說，如何充分利用直流電壓，以獲得最大輸出電磁轉距是一個很重要的因素。尤其是在弱磁階段時，為了獲得足夠的電壓，有必要控制逆變器工作在過程調制范圍。傳統(tǒng)的SPWM控制時逆變器輸出電壓只能達到方波工況的78.54%，而空間矢量脈寬調制（SVPWM）能夠將輸出電壓提高到方波工況時的90.69%，為了獲得更大的輸出電壓，逆變器必須工作在過調制區(qū)，直至達到方波工況。目前學術界提出的空間電壓矢量過調制方法有許多種，其算法的復雜程度和效果都各不相同。但是輸出電壓矢量調制方法實質上一般只有兩種過調制方法：雙模式控制，將過調制區(qū)間分為兩個部分分別調制；單模式控制，即是將過調制區(qū)間作為一個整體控制。實質上單模式只是雙模式的一種工程簡化，因而實現(xiàn)簡單，但是產(chǎn)生的基波電壓相比雙調制要低一些，諧波含量高。如果控制器的運算速度和存儲空間足夠，可以采用雙模式控制，提高系統(tǒng)的輸出特性。角度和調制比的關系可以離線獲得存儲在RAM中，或者在線采用擬合曲線進行計算得到。 4 結束語 本文討論了控制策略和調制策略在改善變頻器性能方面的若干技術和方法。這些方法可以在一個通用的硬件平臺上全部由軟件實現(xiàn)，有利于模塊化和集成化。文中針對其中的一些技術問題進行了介紹和討論，提出了一些相應的解決思路和方法，供大家探討。