調制方式
脈沖調制方式主要有脈沖幅度調制(PAM)、脈沖寬度調制(PWM)、脈沖頻率調制(PFM)3種。其中前兩種調制方式使用較多,特别是PWM方式,以其良好的變壓變頻特性和諧波抑制效果在變流系統控制、電機控制及其他電氣工業領域受到普遍重視。
但是PWM系統在結構、控制、操作、調試和維護方面都相對比較複雜和困難,加上PWM方法實施過程中一些措施的影響,如死區時間的存在會使變頻器不能完全精确地複現PWM控制信号的理想波形,不能精确地實現控制目标,或産生更多諧波并造成輸出轉矩脈動,或使電流、磁鍊跟蹤性能變差,這些因素都使得PWM方式在某些應用場合不能得到令人滿意的控制效果。
而作為受關注程度遠不如PWM方式的PAM方式,則具有開關損耗低、控制簡單、系統效率高等特點;同時,PAM方式能夠以較低的開關頻率達到與PWM方式相近的諧波消除效果,這也是PAM方式的一個顯着優點。
近十年來,在電力電子與電機控制領域,PAM技術得到了一定的研究與應用。文獻研究了基于PAM逆變器的異步電機系統及其矢量控制和解耦控制。而無刷直流電機的PAM控制技術也得到了較多的研究,研究成果表明,PAM方式控制的無刷直流電機系統具有更高的整體效率。在多電平變換器技術中,PAM方式的諧波抑制效果接近PWM方式。
文獻提出了一種PAM/PWM混合調制技術,成功地減小了逆變器直流側電容電流的脈動,降低了電容的功耗和定額,延長了電容的使用壽命。因此,PAM逆變器是一個很值得研究的方向,而研究如何降低其輸出電壓中的諧波含量也具有重大的現實意義。
概述
通常人們談論的調制技術是采用連續振蕩波形(正弦型信号)作為載波的,然而,正弦型信号并非是唯一的載波形式。在時間上離散的脈沖串,同樣可以作為載波,這時的調制是用基帶信号去改變脈沖的某些參數而達到的,人們常把這種調制稱為脈沖調制。通常,按基帶信号改變脈沖參數(幅度、寬度、時間位置)的不同,把脈沖調制分為脈幅調制(PAM)、脈寬調制(PWM,Pulse Width Modulation)和脈位調制(PPM)等。
所謂脈沖振幅調制,即是脈沖載波的幅度随基帶信号變化的一種調制方式。如果脈沖載波是由沖激脈沖組成的,則前面所說的抽樣定理,就是脈沖振幅調制的原理。但是,實際上真正的沖激脈沖串是不可能實現的,而通常隻能采用窄脈沖串來實現,因此,研究窄脈沖作為脈沖載波的PAM方式,将更加具有實際意義。
設脈沖載波以s(t)表示,它是由脈寬為τ秒、重複同期為秒的矩形脈沖串組成,其中是按抽樣定理确定的,即有秒。比較采用矩形窄脈沖進行抽樣與采用沖激脈沖進行抽樣(理想抽樣)的過程和結果,可以得到以下結論:
(1)它們的調制(抽樣)與解調(信号恢複)過程完全相同,差别隻是采用的抽樣信号不同。
(2)矩形窄脈沖抽樣的包絡的總趨勢是随上升而下降,因此帶寬是有限的;而理想抽樣的帶寬是無限的。矩形窄脈沖的包絡總趨勢按Sa函數曲線下降,帶寬與τ有關。τ越大,帶寬越小,τ越小,帶寬越大。
(3)τ的大小要兼顧通信中對帶寬和脈沖寬度這兩個互相矛盾的要求。通信中一般對信号帶寬的要求是越小越好,因此要求τ大;但通信中為了增加時分複用的路數要求τ小,顯然二者是矛盾的。



















