几种 PWM 控制方法
引言
采样控制理论中有一个重要结论：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。PWM 控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通
和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正
弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出
电压的大小，也可改变输出频率。
PWM 控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世
纪 80 年代以前一直未能实现。直到进入上世纪 80 年代，随着全控型电力电子器件的出现
和迅速发展，PWM 控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制
技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM
控制技术获得了空前的发展。到目前为止，已出现了多种 PWM 控制技术，根据 PWM 控制
技术的特点，到目前
为止主要有以下 8 类方法。
1 相电压控制 PWM
1.1 等脉宽 PWM 法[1]
VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用 PAM（Pulse
Amplitude Modulation）控制技术来实现的，其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而
不能调压。等脉宽 PWM 法正是为了克服 PAM 法的这个缺点发展而来的，是 PWM 法中最
为简单的一种。它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为 PWM 波，通过改变脉冲列的周
期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调
变化。相对于 PAM 法，该方法的优点是简化了电路结构，提高了输入端的功率因数，但同
时也存在输出电压中除基波外，还包含较大的谐波分量。
1.2 随机 PWM
在上世纪 70 年代开始至上世纪 80 年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林
顿三极管，载波频率一般不超过 5kHz，电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们
的关注。为求得改善，随机 PWM 方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪
音近似为限带白噪声（在线性频率坐标系中，各频率能量分布是均匀的），尽管噪音的总分
贝数未变，但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。正因为如此，即使在 IGBT
已被广泛应用的今天，对于载波频率必须限制在较低频率的场合，随机 PWM 仍然有其特殊
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