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面积中心等效法研究
钱慧芳 毛惠丰 陈增禄
（西安工程科技学院电子信息学院
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）
摘 要 在分析现有
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面积等效方法的基础上，提出了一种
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面积中心等效法。文
中给出了按照面积中心等效法合成
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波形的机理以及面积中心等效算法，并对双极性面积中
心等效法生成的
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波形进行了谐波分析。仿真结果表明，按面积中心等效法合成的
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波
形与传统的面积等效法合成的
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波形相比，其基波分量增大，低次谐波分量明显改善。
关键词
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逆变器 面积中心等效 谐波分析
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引言
采样控制理论指出：冲量相等而形状不同的窄
脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，
冲量即指窄脉冲面积
［
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］
。
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面积等效法的基本
原理是在各采样周期内，均用一个与正弦曲线和时
间轴所围面积相等的等高矩形脉冲来等效替代。等
面积法的谐波较规则采样法小
［
*
，
+
］
。在各采样周期
内，等效矩形脉冲均有一个在水平方向上移动的自
由度。为提高矩形脉冲序列与正弦曲线等效的程
度，必须对各采样周期内的矩形脉冲在水平方向上
的位置进行寻优。传统的面积等效法
［
*
，
+
］
是以采样
周期的几何平均中心作为等效矩形脉冲的中点；本
文提出的面积中心等效法是以每一等份的正弦波与
时间轴所围面积中心点作为等效矩形脉冲的中点。
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面积中心等效法
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单极性面积中心等效法
如图
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所示，将正弦半波分为
!
等份，每一
等份的正弦曲线与
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（令
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"
）轴所包围的面积
都用一个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，即
面积等效。第
#
等份的正弦曲线与
!
轴所围平面的
面积中心的横坐标为
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#
，将
!
#
作为第
#
等份的正
弦曲线对应的矩形脉冲与
!
轴所围平面的中心的横
坐标，即面积中心等效。这样，用
!
个等幅而不
等宽的一系列矩形脉冲所构成的波形来等效正弦半
波。正弦波的负半周也可用同样的方法来获得等效
的矩形脉冲序列。
设正弦波为
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），其中，
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为正弦波峰值。将正弦波的正半周分为
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等份
（其负半周也分为
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等份），则每一等份的宽度为
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2 !
弧度。
图
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单极性
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面积中心等效算法
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（
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）—等效矩形脉冲的高度、宽度
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41
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）—等效矩形脉冲的开通角、关断角
根据面积等效原理，可得
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·
电力电子
·
《电气应用》
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年第
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卷第
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