昨天最后提到了PAM、PWM、SPWM,说在一些手册或者参考书上经常看到,特别是变频器的手册上。那么,它们到底是什么?今天我们就来说说这个。
它们都属于波形调制,但实现原理不同。如上所述,变频设备拖动负载的核心因素是保证磁通量恒定,并且是一个常数。这就要求当电压变化时,频率也必须成比例变化。
那么,如何解决这个问题呢?这就像解决高中数学中的应用题一样。 PAM是最传统的思维,基于公式。
当改变频率时,电压也会改变。由于晶闸管技术,直流母线电压变得可调,而逆变技术使频率可调。因此,PAM是可以实现的。但该技术需要同时控制整流器和逆变器,使得控制电路复杂且冗余。双方的控制必须同时进行,协调困难。
虽然最后解决了,但那是一篇大文章,所以这个方法还有升级改造的空间,PWM就登上了《泰晤士报》的封面。
PWM是脉宽调制技术,它将变频器的输出电压波形分成每半个周期的多个脉冲,通过调节脉冲宽度和脉冲周期来调节平均电压。由于脉冲可以控制,这使得输出波形可调。
这里有一个“占空比”的概念,就是每个脉冲周期中脉冲宽度所占的比例,也就是下图中的D,D=tp/tc。高频时,脉冲宽度大,占空比高;低频时,脉冲宽度小,占空比自然也小。
PWM只需要控制逆变侧脉冲的上升沿和下降沿,而不需要控制直流侧,可以大大简化控制电路,使拆机长度减少一半。
如果脉冲宽度按照正弦规律变化,就变成了SPWM。当正弦量小时,占空比就小,反之亦然。这将输出电压波形转换为相当于正弦电压的脉冲波。
由于电机的绕组是感性的,虽然电压是由一系列脉冲组成,但流过电机的电流却接近于正弦波。这样,电机会感觉格外舒适。
这样,一道复杂的应用题就完美解决了。
了解了之后就明白了逆变器的输出波形,这就是逆变器手册中经常提到的SPWM脉宽调制技术。目前所有变频器均采用这种输出调制方式。