三次谐波注入

1.三次谐波注入的SPWM调制技术

为提高直流母线电压的利用率，一种比较容易实现的方法是向正弦调制信号叠加适当幅值的三次谐波分量，使得调制比m适当的提升。假设三相基波正弦调制波为：

当采用双极性SPWM方法时，m的最大取值为1。采用三次谐波注入后，以A相为例，则调制波ura可表示为：

m3为三次谐波调制比，说明：当三次谐波幅值是基波幅值的吾时，m
可以达到最大值1.15，这样可以使直流电压利用率达到1。图为m=1.15时叠加三次谐波的波形图，图中u3r为三次谐波分量。

传统叠加三倍次谐波的方法是需利用反三角函数计算电角度值60t，将电角度乘以3倍后再通过正弦或余弦函数产生正弦型三次谐波，也可以通过查表计算三次谐波。由于该方法需要计算反三角函数和三角函数，计算工作量大，使控制程序变得复杂。一种不需要计算三角函数的近似三次谐波叠加方法，近似三次谐波u3r，公式如下：

采用上式的近似三次谐波叠加的波形图见下图，从图中可以看出，近似三次谐波的波形为三倍频的等腰三角形的三角波，虽然该三角波波形和三次谐波波形不同，但仍然可以实现提高直流电压利用率的目的。图中ura中的m=1.15，叠加三角波后波形最大值为1，直流电压利用率也提高到SPWM的1.15倍。

2.产生精确三次谐波的简化算法

为了减少计算工作量，同时又能产生精确的三次谐波，一种新的计算方法。为简单起见，假设三相电压幅值为1，设三相对称电压分别ura，urb、Urc如式

为产生三次谐波，可求ura、urb、urc的三次方，并利用正弦函数的三倍角公式sin3a=3 sina-4(sina)^3仅得到式：

三次谐波产生的公式为：

式对应的基波和精确三次谐波波形见图