变频电源的正弦波输出原理
变频电源的正弦波输出原理
正弦波:是交流发电机由机械运转产生的，没有方直的拐点和切角，而由晶体管开关电路产生的振荡波形因元件的非线性所致,无法产生圆滑的波形,也就不可能产生完美的正弦波.无奈,只能由电路来修整,使其更接近于正弦波.因此称模拟正弦波。方波和三角波的带宽是无限的，而正弦波的频谱是有限的。由采样定理可以知道，频谱上无限带宽的信号无法完全恢复，必然会引入混叠，正弦波带宽有限，恢复出来自然波形会好。
目前中港扬盛的 三相变频电源，单相变频电源，50hz变频电源，60hz变频电源都是纯正弦波输出的，统主要由整流、逆变、控制回路3部分组成。正弦波是发电机通过转子励磁产生交变磁场后，通过定子输出电流, 以隔离变压器输出来增加变频电源整机稳定性,具有负载适应性强、输出波形品质好、操作简便、体积小、重量轻等特点，具有短路、过流、过载、过热等保护功能，以保证电源可靠运行。
系统软件设计：该系统软件主要分为人机交互和反馈控制两部分。前者主要包括操作按键和电压、电流、频率的测量值显示；后者主要确保系统的准确性和稳定性，分为频率反馈控制、电压反馈控制及缺相保护、过流保护。整个变频电源系统软件分为三部分：1.核心的波形发生器，这部分主要是SPWM信号发生器，和一些相关的驱动服务程序；2. 系统控制程序；3. 人机接口界面程序；该系统核心的波形发生器部分的结构在这里根据本系统的特点使用化简的SPWM信号发生器结构。
SPWM调制方式：变频电源的硬件电路主要包含6个模块：整流电路模块、IPM电路模块、IPM隔离驱动模块、输出滤波模块。整流电路模块采用二极管不可控整流电路以提高网侧电压功率因数，整流所得直流电压用大电容稳压为逆变器提供直流电压，该电路由6只整流二极管和吸收负载感性无功的直流稳压电容组成。分别是:控制电路模块、整流滤波模块、辅助电源模块、电压、电流检测模块、三相桥式逆变器模块、LC滤波模块。
逆变功能：为实现方便，提高性能，采用集成逆变器模块在相应的三相SPMW控制下，输出三相交流信号。三相电机驱动器，它包含三相桥式逆变电路及相关控制、驱动电路。控制简单，适合该系统应用。在N端施加整流输出电压，经过光耦隔离、晶体管驱动后的SPWM控制信号输入，之后可在U、V、W端得到满足幅值要求的SPWM信号。该信号经滤波滤除高频分量后，即可得到所需要的正弦信号。
SPWM逆变电源的谐波分析：SPWM波形中所含的谐波主要是角频率为ωc、2ωc及其附近的谐波。由于采用了异步调制方式，故最小载波比k=ωc／ωr=168，所以PWM波形中所含主要谐波分量的频率比基波分量的频率高很多，谐波分量易被滤出。
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