更新时间：2024-06-24 19:32
脉冲调制方式是减少逆变器输出电压中所含低次谐波成分的有效方法, 同时又具有调整输出频率和输出电压的功能, 因此在电气工程及电力工业领域得到了广泛的发展和应用.
脉冲调制方式主要有脉冲幅度调制( PAM )、脉冲宽度调制( PWM )、脉冲频率调制( PFM ) 3种. 其中前两种调制方式使用较多, 特别是PWM 方式, 以其良好的变压变频特性和谐波抑制效果在变流系统控制、电机控制及其他电气工业领域受到普遍重视. 但是PWM 系统在结构、控制、操作、调试和维护方面都相对比较复杂和困难,加上PWM方法实施过程中一些措施的影响, 如死区时间的存在会使变频器不能完全精确地复现PWM控制信号的理想波形, 不能精确地实现控制目标, 或产生更多谐波并造成输出转矩脉动, 或使电流、磁链跟踪性能变差, 这些因素都使得PWM 方式在某些应用场合不能得到令人满意的控制效果. 而作为受关注程度远不如PWM 方式的PAM 方式, 则具有开关损耗低、控制简单、系统效率高等特点; 同时, PAM 方式能够以较低的开关频率达到与PWM 方式相近的谐波消除效果, 这也是PAM 方式的一个显著优点. 近十年来, 在电力电子与电机控制领域, PAM 技术得到了一定的研究与应用. 文献[ 13]研究了基于PAM 逆变器的异步电机系统及其矢量控制和解耦控制. 而无刷直流电机的PAM 控制技术也得到了较多的研究, 研究成果表明, PAM方式控制的无刷直流电机系统具有更高的整体效率. 在多电平变换器技术中, PAM方式的谐波抑制效果接近PWM 方式. 文献提出了一种PAM /PWM 混合调制技术, 成功地减小了逆变器直流侧电容电流的脉动, 降低了电容的功耗和定额, 延长了电容的使用寿命. 因此, PAM 逆变器是一个很值得研究的方向, 而研究如何降低其输出电压中的谐波含量也具有重大的现实意义.
通常人们谈论的调制技术是采用连续振荡波形(正弦型信号)作为载波的，然而，正弦型信号并非是唯一的载波形式。在时间上离散的脉冲串，同样可以作为载波，这时的调制是用基带信号去改变脉冲的某些参数而达到的，人们常把这种调制称为脉冲调制。通常，按基带信号改变脉冲参数(幅度、宽度、时间位置)的不同，把脉冲调制分为脉幅调制(PAM)、脉宽调制(PWM, Pulse Width Modulation)和脉位调制(PPM)等。
所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲振幅调制的原理。但是，实际上真正的冲激脉冲串是不可能实现的，而通常只能采用窄脉冲串来实现，因此，研究窄脉冲作为脉冲载波的PAM方式，将更加具有实际意义。
设脉冲载波以s(t)表示，它是由脉宽为τ秒、重复同期为秒的矩形脉冲串组成，其中是按抽样定理确定的，即有秒。其产生方框图为 (a)所示，基带信号的波形及频谱如图 (b)所示；脉冲载波的波形及频谱如图（c）所示；已抽样的信号波形及频谱如图 (d)所示。
比较采用矩形窄脉冲进行抽样与采用冲激脉冲进行抽样(理想抽样)的过程和结果，可以得到以下结论：
（1）它们的调制(抽样)与解调(信号恢复)过程完全相同，差别只是采用的抽样信号不同。
（2）矩形窄脉冲抽样的包络的总趋势是随上升而下降，因此带宽是有限的；而理想抽样的带宽是无限的。矩形窄脉冲的包络总趋势按Sa函数曲线下降，带宽与τ有关。τ越大，带宽越小，τ越小，带宽越大。
（3）τ的大小要兼顾通信中对带宽和脉冲宽度这两个互相矛盾的要求。通信中一般对信号带宽的要求是越小越好，因此要求τ大；但通信中为了增加时分复用的路数要求τ小，显然二者是矛盾的。