要實現(xiàn)vvvf,可以考慮的方法有pam(脈幅調(diào)制)和pwm(脈寬調(diào)制)。pam控制的原理是在頻率下降的同時,使直流電壓也隨之下降。實施pam要同時控制整流和逆變兩個部分,兩個部分之間的協(xié)調(diào)比較困難,故線路比較復(fù)雜。pwm控制是通過調(diào)節(jié)脈沖寬度和各脈沖間的“占空比”來調(diào)節(jié)平均電壓。
在一串理想的脈沖周期序列中(如方波),正脈沖的持續(xù)時間與脈沖總周期的比值為占空比。例如脈沖寬度1μs,信號周期4μs的脈沖序列占空比為0.25。
pwm的優(yōu)點(diǎn)是不必控制直流側(cè),因而大大簡化了電路。但是,電流的諧波分量很大。如果脈沖寬度和占空比的大小按正弦規(guī)律分布的話,便是正弦脈寬調(diào)制(spwm),如圖1所示。這樣的波稱為正弦脈寬調(diào)制波。spwm的顯著優(yōu)點(diǎn)是:由于電動機(jī)的繞組具有電感性,因此,盡管電壓是由一系列脈沖構(gòu)成的,但通入電動機(jī)的電流卻十分逼近于正弦波,諧波成分大為減小,可以得到基本滿意的驅(qū)動效果。(圖1 spwm波形)
產(chǎn)生spwm波的原理是:用一組等腰三角形波與一個正弦波進(jìn)行比較,如圖2所示,其相交的時刻(即交點(diǎn))作為開關(guān)管“開”或“關(guān)”的時刻。(圖2 spwm波生成方法)
圖1 spwm波形圖
圖2 spwm波生成方法
將這組等腰三角形波稱為載波;而正弦波則稱為調(diào)制波。調(diào)制波的頻率和幅值是可控制的。改變調(diào)制波的頻率,就可以改變輸出電源的頻率,從而改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速;改變調(diào)制波的幅值,也就改變了調(diào)制波與載波的交點(diǎn),使輸出脈沖系統(tǒng)的寬度發(fā)生變化,從而改變了輸出電壓。利用電力電子元件設(shè)計出相應(yīng)的逆變器電路,可以實現(xiàn)上述spwm波的發(fā)生。