调制波幅值和频率高频干扰下并网变换器PWM幅频特性的多重傅里叶级数分析方法

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作者 崔越 彭晗 王思成 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第11期4447-4457,I0027,共12页

随着新能源发电和电力电子设备在电力系统中的渗透率逐步提高,变换器开关频率附近的高频谐波和间谐波在电网中越发显著,由此产生的波形畸变和振荡问题会严重影响电网的电能质量和运行稳定性。并网变换器采用脉宽调制(pulse width modula... 随着新能源发电和电力电子设备在电力系统中的渗透率逐步提高,变换器开关频率附近的高频谐波和间谐波在电网中越发显著,由此产生的波形畸变和振荡问题会严重影响电网的电能质量和运行稳定性。并网变换器采用脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制是导致电网中出现复杂频率谐波和间谐波的重要原因。掌握并网变换器的PWM幅值和频率特性对于研究电网电压/电流在异常频率下的波形畸变和振荡问题以及形成对应的抑制方法具有重要意义。为此,开展调制波幅值和频率干扰下的变换器PWM幅值和频率特性研究。基于调制波的幅值和频率干扰特性以及多元周期函数多重傅里叶级数分解的原理,提出多重傅里叶级数PWM分析方法,实现对由复杂频率分量构成的调制波和载波调制生成的PWM信号的准确建模和频谱分析;揭示PWM中基频、干扰频率和载波频率之间的耦合关系,明确PWM信号中高频谐波和间谐波分量的产生原因及幅值和频率特性与调制波、载波和干扰之间的关联;以降低计算复杂性和增强多重傅里叶级数法在PWM分析中的适用性为目标,提出一种简便的多重傅里叶级数系数计算方法;最后,通过仿真和实验验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 脉宽调制建模和分析 多重傅里叶级数 调制波幅值和频率 干扰 高频谐波和间谐波 并网变换器

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高频PWM波激励下纳米晶磁环动态磁滞和损耗特性模拟

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作者 徐永生 傅明利 +2 位作者 赵小军 章轩源 武欣怡 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4419-4428,共10页

为了对高频变压器设计规划提供更为准确的参考,该文提出了一种适用于模拟高频脉冲宽度调制波形(pulse width modulation wave,PWM)激励下纳米晶磁环磁滞特性的动态磁滞模型。首先,基于静态同心磁滞回环簇构建逆Everett函数,实现了通过Pr... 为了对高频变压器设计规划提供更为准确的参考,该文提出了一种适用于模拟高频脉冲宽度调制波形(pulse width modulation wave,PWM)激励下纳米晶磁环磁滞特性的动态磁滞模型。首先,基于静态同心磁滞回环簇构建逆Everett函数,实现了通过Preisach模型准确计算静态磁滞损耗及其对应的磁场强度;然后,基于正弦激励下与PWM波激励下的涡流损耗与其对应的涡流场回线所围面积在比值上的一致性,通过对正弦激励下的考虑趋肤效应获得的涡流场表达式进行等效折算,最终获得了PWM波激励下的涡流场表达式,拓宽了正弦激励下涡流场表达式的应用范围。模拟结果显示:所提算法能准确拟合纳米晶材料的磁滞特性且损耗误差均在10%以内。进一步讨论了高频PWM波激励下异常损耗统计参数V与占空比D、频率f的关系,总结了高频PWM波激励下异常损耗对各相关参数的变化趋势,为纳米晶材料在高频PWM波下的应用场景提供了参考。最后,通过将模拟结果与实验测量数据对比,验证了所提出的动态磁滞模型的准确性。 展开更多

关键词 高频pwm波激励 纳米晶材料 趋肤效应 占空比 损耗分离

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基于三状态PWM的电动汽车电机驱动系统多模式调制策略研究 被引量：3

3

作者 夏衍 孙立鹏 +2 位作者 李军伟 李强 陆海峰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1010-1021,共12页

在电动汽车电驱动系统中,逆变器中的高频开关动作是产生开关损耗影响逆变器效率的主要因素,特别是为适应驱动电机高速化的趋势,不得不采用较高的开关频率,从而在低速时产生不必要的开关损耗,使逆变器效率偏低。因此,该文提出一种基于三... 在电动汽车电驱动系统中,逆变器中的高频开关动作是产生开关损耗影响逆变器效率的主要因素,特别是为适应驱动电机高速化的趋势,不得不采用较高的开关频率,从而在低速时产生不必要的开关损耗,使逆变器效率偏低。因此,该文提出一种基于三状态脉冲宽度调制(TSPWM)的多模式调制策略来减少逆变器的开关损耗,提高全工况范围的逆变器效率。根据工况动态改变调制模式:在不同转速下采取变载频分段异步TSPWM;根据电机的相电流幅值动态地改变TSPWM不连续调制的钳位模式,使电流幅值较大的相保持在钳位状态以减小损耗。为了解决不同模式切换时相位突变导致电流或转矩冲击的问题,提出一种基于载波周期角度计算的电压矢量相位补偿算法,通过精确分析调制模式改变时刻对电压矢量角的影响,计算出切换后的补偿角度对空间电压矢量角进行补偿,从而实现不同模式的平滑切换。最后,通过算法仿真和电机实验验证了所提策略的有效性。结果表明,采用基于TSPWM的多模式调制策略的电机驱动系统,其逆变器效率得到了显著提升,且具有较小的共模电压。 展开更多

关键词 三状态脉冲宽度调制(TSpwm) 多模式调制 分段变载波比调制 共模电压 电机驱动 电动汽车

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一种基于CPLD实现的数字化PWM波形产生器 被引量：15

4

作者 冯小平 张林 赵焕军 《现代电子技术》 2003年第3期71-72,共2页

根据 PWM波形的产生原理 ,设计和实现了一种由 CPL D实现的数字化 PWM波形产生器。他具有灵活简便、控制精确。

关键词 CPLD 数字化 pwm波形产生器 可编程 原理

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基于锯齿载波的SPWM及SAPWM的数学分析 被引量：10

5

作者 陈国呈 蔡立清 +2 位作者 周勤利 顾红兵 雷电 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2015年第10期1-9,16,共10页

电力电子变换多采用PWM方法实现功率传送,其载波通常都为等腰三角载波。但要实现软开关PWM调制,特别是对于三相电力变换器,如果用等腰三角波作为载波就无法实现软开关PWM,因为此时变换器往往需要三相开关器件同步开通或关断,取而代之的... 电力电子变换多采用PWM方法实现功率传送,其载波通常都为等腰三角载波。但要实现软开关PWM调制,特别是对于三相电力变换器,如果用等腰三角波作为载波就无法实现软开关PWM,因为此时变换器往往需要三相开关器件同步开通或关断,取而代之的是采用锯齿波作为载波。然而载波方式改变之后,PWM的频谱有何变化,产生的影响将会如何,本文就此作了深入分析。研究结果指出等腰三角载波PWM与锯齿载波PWM的频谱有很大不同,后者的边频带更宽,谐波更丰富,必须采取有效措施才能将其滤除。 展开更多

关键词 三角波 锯齿波 脉冲宽度调制 频谱 边频带

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PWM变频调速电动机端子上电压特性的研究 被引量：19

6

作者 刘学忠 徐传骧 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期26-29,共4页

研究了脉宽调制 (PWM)变频调速电动机接线端子上的电压特性 ,给出了电动机和逆变器上电压波形的测量结果 ,并应用传输理论分析了产生脉冲上升沿的过冲高频振荡的波传播过程 ,讨论了电动机接线端子上电压特性与电缆参数的关系 ,以及改善... 研究了脉宽调制 (PWM)变频调速电动机接线端子上的电压特性 ,给出了电动机和逆变器上电压波形的测量结果 ,并应用传输理论分析了产生脉冲上升沿的过冲高频振荡的波传播过程 ,讨论了电动机接线端子上电压特性与电缆参数的关系 ,以及改善电压特性要采取的初步措施。 展开更多

关键词 变频调速电动机 接线端子 电压特性 pwm

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基于脉冲阻塞原理的多功能交交变频系统的PWM研究 被引量：7

7

作者 陈玲 纪萍 朱虹 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第6期39-45,共7页

在分析目前现有的交交变频技术的基础上,通过控制传统的交流调压电路中的功率器件MOSFET的导通与关断,改进了控制策略,实现了三相多功能交交系统变频变压的目的。以三相系统为研究对象,分别考虑系统在三相和单相输出时变脉宽控制方式下... 在分析目前现有的交交变频技术的基础上,通过控制传统的交流调压电路中的功率器件MOSFET的导通与关断,改进了控制策略,实现了三相多功能交交系统变频变压的目的。以三相系统为研究对象,分别考虑系统在三相和单相输出时变脉宽控制方式下的占空比表达式及相关的控制规律,同时在SIMULINK环境下进行了仿真,并且完成了相应的实验。通过实验表明,提出的多功能AC/AC变频系统的理论分析是正确的,其基于变脉宽的PWM控制策略是可行的。 展开更多

关键词 脉冲阻塞 pwm控制 AC/AC 波头数

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电流模式PWM升压DC-DC变换器斜升波发生器的设计 被引量：5

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作者 王瑾 李攀 +2 位作者 王进军 刘宁 张强 《现代电子技术》 2007年第17期167-169,176,共4页

简要分析了峰值电流控制模式升压变换器的不稳定性及其原因,阐述了斜坡补偿的基本原理和设计问题。对基本的多谐振荡器电路进行了改进和优化设计,设计了适用于峰值电流模式PWM升压型DC-DC变换器斜坡补偿电路中的CMOS斜升波发生器电路。... 简要分析了峰值电流控制模式升压变换器的不稳定性及其原因,阐述了斜坡补偿的基本原理和设计问题。对基本的多谐振荡器电路进行了改进和优化设计,设计了适用于峰值电流模式PWM升压型DC-DC变换器斜坡补偿电路中的CMOS斜升波发生器电路。该电路基于UMC BiCMOS工艺设计,经HSpice仿真验证达到了设计目标,性能有很大改善,满足了芯片的需要。 展开更多

关键词 峰值电流控制 pwm 斜坡补偿 斜升波

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用单片机产生脉宽调制(PWM)电压输出的方法 被引量：6

9

作者 卢玉宇 《福建农业大学学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期412-415,共4页

在智能化产品开发中 ,许多常用的单片机没有提供脉宽调制 (PWM)电压输出功能 ,而在某些特定的场合需要得到 PWM电压 .本文阐述了利用单片机定时器功能 ,通过软件设计产生 PWM电压输出 ,使产品硬件设计简单化 ,提高可靠性 ,降低成本 。

关键词 单片机 脉宽调制 pwm 电压输出

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三相方波无刷直流电动机PWM的电路设计与实现 被引量：2

10

作者 周天丰 刘成颖 +1 位作者 赵彤 孙洁 《机械设计与制造》 北大核心 2005年第11期25-27,共3页

分析了永磁无刷直流电动机驱动装置的基本结构和主要特征,详细介绍了一种模拟控制的集成电路,实现了高效三相方波电机脉宽调制(PWM)控制,可灵活调整PWM死区时间,安全可靠。采用智能功率模块(IPM)放大PWM波驱动伺服电机,进一步提供了系... 分析了永磁无刷直流电动机驱动装置的基本结构和主要特征,详细介绍了一种模拟控制的集成电路,实现了高效三相方波电机脉宽调制(PWM)控制,可灵活调整PWM死区时间,安全可靠。采用智能功率模块(IPM)放大PWM波驱动伺服电机,进一步提供了系统的集成度。实验结果表明,该控制系统性能良好。 展开更多

关键词 永磁无刷直流电动机 方波电机 脉宽调制 智能功率模块

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无刷直流方波电机PWM控制器的设计 被引量：12

11

作者 王宏 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2002年第6期82-86,共5页

稀土永磁无刷直流方波电机是一种新型电动机 ,其性能优越 ,发展前景广阔。本文介绍了无刷直流方波电机的工作原理和其 PWM控制器的设计。

关键词 无刷直流方波电机 pwm 控制器 电动机 工作原理 逆变主回路 驱动电路

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三电平变流器多载波PWM控制技术研究 被引量：15

12

作者 康劲松 巫影 +1 位作者 张烨 陶生桂 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期124-129,共6页

对二极管箝位型和飞跨电容型两种三电平变流器拓扑的多载波PWM(脉冲宽度调制)控制策略进行研究,重点对这两种拓扑结构中存在的中点电位不平衡问题,以及不同拓扑结构所适用的多载波PWM方法,进行了理论分析和论证;通过Matlab/Simulink软... 对二极管箝位型和飞跨电容型两种三电平变流器拓扑的多载波PWM(脉冲宽度调制)控制策略进行研究,重点对这两种拓扑结构中存在的中点电位不平衡问题,以及不同拓扑结构所适用的多载波PWM方法,进行了理论分析和论证;通过Matlab/Simulink软件的仿真研究,分析了在不同调制度下输出电压的谐波分布和谐波畸变率,确定了载波层叠法与载波移相法的拓扑结构实用类型,论证了多载波PWM控制策略的实用性和可行性. 展开更多

关键词 三电平变流器 多载波pwm控制 中点电位偏离 谐波分布

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分裂式可变调制波的PWM过调制技术及谐波分析 被引量：4

13

作者 王榕生 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期206-213,共8页

针对空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制算法复杂且涉及除法运算的问题,构建一种分裂式可变调制波,该调制波在调制度M∈[0,1]的线性区为正弦波,在M∈(1,4/π)的过调制区则分裂为两种以不同方式变化的正弦曲线段,相衔接构成一种调制波,其面积... 针对空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制算法复杂且涉及除法运算的问题,构建一种分裂式可变调制波,该调制波在调制度M∈[0,1]的线性区为正弦波,在M∈(1,4/π)的过调制区则分裂为两种以不同方式变化的正弦曲线段,相衔接构成一种调制波,其面积随M提升进一步扩大,直至方波。采用三角载波采样,在线性区改变调制波幅值即可线性地改变PWM基波值,在过调制区则减小两种正弦波曲线段间的分界角,继续提高PWM基波幅值大小,直至方波模式。经研究过调制区的PWM谐波影响与分界角初值的关系,得出最佳分界角初值。提出的PWM算法简单,线性区间的PWM电流总谐波畸变率(THD)与正弦脉宽调制(SPWM)一致;在M∈(1,1.2]过调制区其值仍延续低位。实验结果验证了该技术的有效性和优越性。 展开更多

关键词 过调制 分裂式调制波 分界角 pwm算法 调制度 谐波计算

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PWM控制器中阻容耦合导致的非线性分析 被引量：1

14

作者 赵文龙 王波 +1 位作者 程若发 黄雅娜 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2012年第12期6-11,共6页

为研究受阻容耦合影响后PWM控制器传输特性的非线性,通过定量的理论分析,得到三角波信号激励下阻容耦合的时域响应,并由具体数据仿真实验得出耦合参数对PWM控制器传输特性的影响。通过仿真和实验发现,时间常数偏小时,响应存在超前、衰... 为研究受阻容耦合影响后PWM控制器传输特性的非线性,通过定量的理论分析,得到三角波信号激励下阻容耦合的时域响应,并由具体数据仿真实验得出耦合参数对PWM控制器传输特性的影响。通过仿真和实验发现,时间常数偏小时,响应存在超前、衰减和斜率变化3个特征。其中衰减特征影响PWM控制器传输特性的灵敏度和控制范围,即输出幅度衰减,PWM控制器的灵敏度上升、控制范围变窄;斜率变化特征导致PWM控制器传输特性的非线性,即波形的上升段斜率会由大变小、下降段斜率绝对值由大变小。 展开更多

关键词 传输特性 pwm控制器 阻容耦合 非线性 三角波载波

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优化的准正弦平顶调制波PWM过调制新技术 被引量：4

15

作者 王榕生 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期9-14,共6页

针对现有PWM(pulse width modulation)过调制算法复杂的问题,构建一种新型的准正弦平顶调制波,通过优化使所含基波显著提升、低次谐波影响最小。用三角载波采样,在线性区改变调制波高即可线性地改变PWM基波值,在过调制区则扩大调制波的... 针对现有PWM(pulse width modulation)过调制算法复杂的问题,构建一种新型的准正弦平顶调制波,通过优化使所含基波显著提升、低次谐波影响最小。用三角载波采样,在线性区改变调制波高即可线性地改变PWM基波值,在过调制区则扩大调制波的平顶宽度并保持其高度不变,继续提升PWM基波,直至方波模式。为保持过调制区基波值与调制度M间的线性关系,将平顶宽与M的关系预先制表,通过查表法获取相应值。新技术PWM算法简单,且在线性区内的最大基波幅值比SPWM(sinusoidal pulse width modulation)高19%。在相同载波比N=33的情况下,其电流谐波总失真度在M∈[0.55,1]区间低于SPWM;在M∈[0,0.55]区间高于SPWM,但最大增加值小于2.2%。实验结果证实了新技术的有效性和优越性。 展开更多

关键词 过调制 调制波 最大输出基波幅值 谐波计算 pwm算法 调制度

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软件实现多路PWM波形实时输出的实验研究 被引量：3

16

作者 谢剑操 项占琴 《机电工程》 CAS 2006年第9期44-46,共3页

介绍了一种通用的多路PWM波形实时输出方法。通过软件定时中断设计以满足PWM波形的实时输出要求;对软件实现多路PWM波形中实时输出的误差进行分析,提出了改进意见。

关键词 软件 多路pwm波形 实时输出

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基于高斜率PWM脉冲发生器的煤矿电机局部放电特性检测试验系统 被引量：2

17

作者 冯琛 高志宣 +2 位作者 魏可可 陈鹏 王彦文 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期808-816,共9页

局部放电严重损害煤矿电机运行,而高斜率(dv/dt)的脉宽调制(PWM)脉冲是造成电机绕组局部放电的最关键原因之一。随着电力电子技术的发展,电机驱动普遍采用变频器,而变频器驱动电机运行时会在电机绕组和变频器或电缆中产生高斜率PWM脉冲... 局部放电严重损害煤矿电机运行,而高斜率(dv/dt)的脉宽调制(PWM)脉冲是造成电机绕组局部放电的最关键原因之一。随着电力电子技术的发展,电机驱动普遍采用变频器,而变频器驱动电机运行时会在电机绕组和变频器或电缆中产生高斜率PWM脉冲,高斜率的PWM脉冲电压相比工频交流电压更容易产生局部放电。在煤矿电机局部放电检测及特性测试中,为了模拟变频器在驱动煤矿电机时产生的高斜率PWM脉冲波进入煤矿电机绕组中而导致的绕组匝间局部放电,需要一种能产生高斜率的脉冲发生器模拟煤矿电机局部放电现象,现有的局部放电测试脉冲发生器无法产生具有微秒上升时间的超高dv/dt脉冲。针对这一问题,设计了一种新型具有超高dv/dt输出的脉冲宽度和频率可调的新型脉宽调制脉冲发生器和以该发生器为基础的煤矿局部放电特性试验系统。该脉冲发生器可以发出双极±1.2 kV上升速率为±50 kV/μs的脉冲,且单极性输出1.2 kV电压的上升速率可达250 kV/μs,发出的PWM脉冲的宽度和频率可以实现精确控制。并利用设计的检测装置进行模拟煤矿电机局部放电特性试验,验证了此脉冲发生器用于测量电机局部试验的可行性。通过模拟试验得出被测模拟电机绕组局部放电的特性为电流频率在1.2~1.9 GHz,中心频率为1.5 GHz,验证了设计的模拟试验装置和试验系统可以用于探究煤矿电机绕组局部放电的特性。 展开更多

关键词 煤矿电机 pwm发生器 高斜率 局部放电检测

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三电平逆变器载波PWM方法的研究 被引量：8

18

作者 王蒙蒙 汤钰鹏 《电子测量技术》 2010年第6期27-30,共4页

二极管中点箝位式三电平逆变器具有结构简单,性能好等优点,但是其固有的直流侧中点电位偏移问题影响着逆变器及其电机调速系统的可靠性。基于控制自由度组合的思想,在几种常用的载波PWM方法的基础上提出了一种新的将相位偏移、竖直偏移... 二极管中点箝位式三电平逆变器具有结构简单,性能好等优点,但是其固有的直流侧中点电位偏移问题影响着逆变器及其电机调速系统的可靠性。基于控制自由度组合的思想,在几种常用的载波PWM方法的基础上提出了一种新的将相位偏移、竖直偏移、注入零序分量相结合的PWM法,并通过Matlab/Simulink仿真工具研究了中点电压平衡控制的效果,仿真结果证明新方法有良好的中点电位控制能力及输出电压谐波特性。 展开更多

关键词 三电平逆变器 中点电位平衡 载波pwm

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单相电流型PWM逆变器的一种新的控制方式

19

作者 崔建明 《太原理工大学学报》 CAS 2000年第2期149-151,共3页

把高功率因数变换器领域中所研究的脉冲面积调制法引入到电流逆变器的控制中 ,有效地抑制了输出电流中的低次谐波。从模拟结果看 。

关键词 谐波抑制 电流型 pwm逆变器 脉冲面积调制 单相

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优化的准正弦平顶调制波PWM新技术

20

作者 王榕生 汤宁平 +1 位作者 林珍 黄灿水 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2014年第2期57-62,共6页

为提升三相PWM最大输出基波幅值,构造了一种优化的准正弦平顶调制波,采用不对称规则采样法对三角载波进行调制,所得三相PWM最大输出基波幅值比SPWM高19%,比SVPWM高3.2%,电流谐波总失真度ITHD在调制度M∈[0.55,1]区间低于SPWM的相应值,在... 为提升三相PWM最大输出基波幅值,构造了一种优化的准正弦平顶调制波,采用不对称规则采样法对三角载波进行调制,所得三相PWM最大输出基波幅值比SPWM高19%,比SVPWM高3.2%,电流谐波总失真度ITHD在调制度M∈[0.55,1]区间低于SPWM的相应值,在M∈[0,0.55]区间虽高于SPWM,但增量不超过2.2%,新技术的PWM算法简单。实验结果证实了新技术的有效性和优越性。 展开更多

关键词 调制波 最大输出基波幅值 谐波计算 pwm算法 调制度

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