由于有载波比的存在,SPWM波的频率特征具有双重性。流经负载的正弦量频率即为系统的输出频率,具备正弦交流概念的频率特征,计量单位仍为HZ/s。与其相关联的涉及功率器件、滤波器件及辅助设备。各种不同的负载有其不同的频率要求,这也是逆变应用的终极目的。故输出频率的拓展具有重要意义,并由实际的运行效果得以体现。当系统需要随机或实时的闭环运行时,输出目标波形的频率将被取样并回馈。
逆变环节的功率器件执行完成一周期正弦量输出则相当于完成正负半周叉开的若干个开关作业的和数或周期脉冲数,操作功率器件的周期脉冲数量与输出频率之积即是直流脉冲形式的开关频率,其计量单位也为Hz/s。与功率器件输入端相关联的涉及驱动、放大、控制信号、保护和计数电路。当控制失当时,系统将发生故障。
在输出频率给定的条件下,N越大则开关频率越高,输出正弦量平均值的精度也越高,输出电流的波形失真和谐波分量将减小。然而,过高的开关频率以为着很大的动态功耗,因为脉冲边沿运行的短暂时刻仍然是模拟量,所以,开关频率不能也难以无线提高。
同时又由于受到功率器件本身频率参数值的制约,尤其是高频领域的应用,将会发现指标对功率器件频率参数值的极大依赖性。由此,就控制策略而言,开关频率或N理当作首要的考虑。
误差或失真总是精度相互关联、相互依赖和相互制约的,最初通过数学的运算获得的平均值的理论精度,当N=18或20时,其理论精度(2.0105/π及2.0084/π)已经相当的理想了。然而,实际应用的效果总是难以令人满意,这当然是由诸多原因引发的结果。由于SPWM波不连续的运行状况存在一定的脉动率,虽然由滤波电路支撑其持续性,但是,仍然有高次谐波产生,虽然影响并不大,但也会影响正弦波波形的失真度而危及环境。
当平均值的实际误差足够小时,在忽略器件内阻的前提下,有效值总是大于由直流母线侧电压值换算所得的值。实际的波形因素与正弦波的波形因素之比表达为SPWM波的波形畸变率(THDu),一般情况下,400V正弦交流量的THDu应<5%,这也是制约系统性能客观的评估指标和提高实际精度必须考虑的关键因素。倘若不考虑波形畸变率,那么,整个设计将陷于混乱。
在高频化和大功率电力变换场合相同的负载条件下,SPWM装置内部的正弦函数值相对于方波显得缓慢的电流变化,对装置周围空间的额EMI会有极大的改善。
再现性标准的制约下,抑制谐波和EMI的防御仍为重要的技术指标,因此需引起关注。 |