要保持Φm 不變,且E 接近電動機電源電壓,可近似要求V/ f = 常數(shù),這就能滿足Φm 不變。我們將此稱為恒壓頻比控制,也稱變壓變頻控制,即VVVF 型(Variable Voltage Variable Frequency) 。
由于傳統(tǒng)的逆變環(huán)節(jié)采用相控方式,調壓、調頻兩極可控,造成電路復雜、本錢高、功率因數(shù)低、輸出諧波分量大;采用SPWM 后,用不控整流,輸進端功率因數(shù)不變,調壓、調頻在同一環(huán)節(jié)完成,可以較好地抑制和減少輸出諧波,使輸出波形接近正弦波,這是當前變頻裝置中較為理想的結構形式,見圖2。馬鞍山電廠變頻改造采用了這種結構方式。
SPWM是根據(jù)能量等效原理在慣性環(huán)節(jié)中不同外形的窄脈沖能量作用近似相同,將正弦波用若干等幅不等寬的窄方波等效,見圖3。
設正弦波電壓U1 = UMsinωt,直流矩形波電壓U = Us/ 2。將正弦波半個波作n等分,則每等分為π/ n ,則對應第i 個直流矩形波窄脈沖寬度為δi ,根據(jù)面積相等的等效原則
當n 較大時
于是
可見,隨著正弦波幅值的變化,矩形波寬度也會發(fā)生相應變化。根據(jù)數(shù)學分析可知,期看的正弦波分段越多,脈沖寬度越窄,等效性越好。依據(jù)上述原理,可以用計算方法求得SPWM 脈沖波形的寬度,而且采用數(shù)字控制是很輕易實現(xiàn)的。馬鞍山電廠使用的LB 系列變壓變頻器,控制元件采用的就是Intel 公司的16 位微處理器芯片N87C196mc ,在軟件控制下可直接產生高質量的SPWM脈沖序列。功放元件采用的是盡緣柵雙極晶體管IGBT,其開關頻率可達20 kHz ,按基頻50Hz 計算,每個周波可分段40 次,從而滿足了波形要求。