载波反相三角波比较电流跟踪PWM控制法

　　控制逆变器输出电压或电流的脉冲宽度调制(PWM)技术的基本原理很早就已经提出，上世界80年代随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术得到广泛应用。到目前为止，已出现了多种PWM控制技术。PWM调制将电压控制和频率控制集中在逆变器上同时完成，可实现逆变器输出电压与频率的同时调节，系统简单，动态响应好 。

　　目前PWM技术分为两大类，电压控制型PWM技术和电流控制型PWM技术。

　　电压控制PWM控制技术中以正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术最成熟、使用最广泛。用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，这样逆变器输出电压的基波就为正弦波形。通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。根据不同的主电路又衍生出了相应不同的SPWM控制技术。二极管钳位式多电平逆变器使用的载波层叠SPWM法(CD-SPWM)，级联式多电平逆变器使用的载波移相SPWM法(CPS-SPWM)以及可以与CD-SPWM法及CPS-SPWM法结合使用的消除特定谐波的PWM法(SPO-SPWM) 。

　　电流控制PWM法有滞环比较法、三角波比较法、预测电流控制法等等。滞环比较法动态性能好，输出电压不含特定频率的谐波分量。其缺点是开关频率不固定造成较为严重的噪音，和其他方法相比，在同一开关频率下输出电流中所含的谐波较多。三角波比较法开关频率一定，因而克服了滞环比较法频率不固定的缺点。但是，这种方式电流响应不如滞环比较法快。预测电流控制法若给调节器除误差外更多的信息，则可获得比较快速、准确的响应。目前，这类调节器的局限性是响应速度及过程模型系数参数的准确性 。

　　电压控制PWM技术以控制输出电压来间接控制输出电流，可以在较低的开关频率下使输出电流的谐波很少。并且由于有可以使用在多电平逆变器中的CD-SPWM控制法和CPS-SPWM控制法，电压控制PWM技术可以应用在大容量的输出的逆变器中。综合各方面考虑，使用电压控制PWM技术的逆变器性价比是最高的。但是电压控制型逆变器的最大弱点为动态响应速度比电流控制型逆变器的响应速度慢很多，严重时会造成系统不稳定 。

　　电流控制PWM技术近年来没有得到很大的发展和广泛的应用，最大的瓶颈有两个。一是电流控制PWM技术要得到谐波含量较少的输出电流需要比电压控制PWM技术更高的开关频率，这里谐波含量较少指达到国内标准，总谐波畸变率(THD)在5%以下;二是输出容量小，使用电流控制PWM技术的逆变器中，能用来增加输出功率的逆变器主电路拓扑结构太少，有人提出过用多个逆变器并联的方法来提高使用电流控制型逆变器的容量，但逆变器的并联运行要求所有逆变器的输出电压相同，并且要解决各逆变器之间的均流问题 。这是一个很复杂的问题，解决并联均流问题需要增加新的硬件设备，并增加控制方法的复杂性。开关器件的功率处理能力和开关频率之间往往存在着矛盾，通常功率越大开关频率越低 ，因此这两大瓶颈又互为矛盾。当需要增加输出容量时就不得不降低开关频率，降低开关频率又会使输出电流中的谐波增加。