開關死區(qū)對SPWM逆變器輸出電壓波形的影響

udev=uAO0°－uAO′0°－uD1.4180°－φ（9）

將方程式（6）、（7）與方程式（8）比較可知，死區(qū)對輸出電壓的波形存在著明顯的影響，影響的大小與死區(qū)△t的值和載波比N有關。

圖3死區(qū)△t對基波幅值的影響

圖4載波比N對基波與諧波的影響

●死區(qū)△t的影響：空載時二極管不續(xù)流，死區(qū)對輸出電壓影響不大，感性負載時二極管續(xù)流產(chǎn)生誤差波uD1.4，使輸出電壓基波幅值減小，相位超前φ′角，并出現(xiàn)了幅值為的3、5、7……次諧波，死區(qū)△t越大，這種影響越大。

●載波比N的影響：方程（6）、（7）中的ωc=Nωs，所以當N增大時，輸出電壓基波幅值的減小和3、5、7……次諧波的增大更嚴重。輸出電壓uAO″方程中產(chǎn)生的3、5、7……次諧波，隨著N的增大而上升；而uAO″中的載波下邊頻產(chǎn)生的3、5、7……次諧波，隨著N的增大而減小。因此，輸出電壓uAO″中3、5、7……次諧波的總和，隨著N的增加呈現(xiàn)出先減小而后增大的變化，中間有一個使3、5、7……次諧波含量為最小的最佳載波比N。這就打破了SPWM逆變器隨著N的增大而使低次諧波含量減小的傳統(tǒng)理論。

4計算機輔助分析和實驗曲線

4．1死區(qū)△t對輸出電壓基波幅值的影響

圖（3）給出了輸出頻率為40Hz、M=0.8、N=15、cosφ≈1和cosφ=0.8時基波幅值與死區(qū)△t的關系曲線，可以看出隨著△t的增大基波幅值下降，當cosφ≈1時基波線性下降。

4．2載波比N對輸出基波電壓和3、5、7……次諧波的影響

圖（4）給出了輸出頻率為40Hz、M=0.8、△t=40μs、cosφ=0.8時基波幅值和3、5、7……次諧波幅值與載波比N的關系曲線，可以看出隨著N的增大基波幅值大幅度降低，當N=99時基波幅值降低到理論值的37％；隨著N的增大，3、5、7……次諧波的幅值先是下降，當N>15時開始顯著上升。對于3次諧波，當N=9時為最小，當N>9時隨著N的增加顯著上升，當N=99時上升到基波理論值的21％。由此圖可知N=15時是最佳載波比。

5結語

在SPWM逆變器中，設置死區(qū)△t對輸出電壓波形有明顯的影響：

（1）使輸出電壓基波幅值減小，并產(chǎn)生出與△tN成正比的3、5、7……次諧波。

（2）對于有死區(qū)的SPWM逆變器，隨著載波N的增大，輸出電壓uAO″中的3、5、7……次諧波幅值先是減小，當N>15以后顯著增大。不像傳統(tǒng)理論中所說的，隨著載波N的增大，低次諧波含量將逐漸減小的結論。（3）對于變頻調速系統(tǒng)，當電機低速運行時ωs減小，使載波比相應增大，因此△t與N將使基波幅值減小，和3、5、7……次諧波增大的影響更加嚴重，在這種情況下，為了保證電機的正常運轉，必須對死區(qū)的不良影響進行補償。