三相正弦波变频电源的设计

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三相正弦波变频电源

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五、实验小结 由于变压器功率不足,输出电流只能增加到1.5A左右, 部分功能没有测试,不过输出电流在0.45A~1.5A之间变 化时,输出相电压波形失真度都很小,且波形稳定。
Thank you!
2. DC/DC稳压电路中 BUCK电路的两种结构
结构一
T D C
Rc RL
L
V
结构二 由于结构一中 开关管没有合适的地参考点,需加自 举电路这就使得硬件电路增加。 结构二中 有合适地参考点不需外加驱动电路 。 综合考虑我们选择结构二的BUCK拓扑。
相相相 + ACUB - U IRF540IRF540 IRF540IRF540 IRF540IRF540 0 0 1 00 00777 11444 0 0 1 F u 1 0 0 1 0 0 1 F u 1 F u 1 56789012345678 HER107HER107 11111222222222 S 21332211 CCC 0.1R OOOBOBOB CCC VS3VS2VS1 LLHVHVHV NNN 路 电 00 动 11 驱 变 123123O-3 逆 0 NNNNNNAAO 5 相 VccHHHLLLFAULTITRIPCCVssVsoL IR2130三 K 1 F 12345678901234 n 11111 1 K 0K 22 0.1uF F u 7 4 V 5 1 a bc N I T TT A U UU BC N I T O OO 0.1uF TT U UU O 0.1uF OO V 5 6543210 11111119 6543210 11111119 22 2 ABC DD N TTT IND 22 2 NN E ABC UUU Vcc2 DD N GG TTT OOO IND NN E UUU Vcc2 GG OOO 离 1D1 DT1D 隔 离 1D1 NUNN 字 DT1D Vcc1GINAINBINCOEG 隔 NUNN ISO7641数 字 Vcc1GINAINBINCOEG ISO7641数 12345678 12345678 0.1uF T 0.1uF U T O LinBLinC LinA V U 5 O HinBHinC HinA

三相正弦波变频电源课程设计

三相正弦波变频电源课程设计

三相正弦波变频电源设计1设计任务分析设计并制作一个三相正弦波变频电源,输出频率范围为20-100Hz,输出线电压有效值为36V,最大负载电流有效值为3A,负载为三相对称阻性负载(Y型接法)。

三相正弦波变频电源原理方框图如图1-1所示。

图1-1 三相正弦波变频电源原理框图2 三相正弦波变频电源系统设计方案选择2.1 整流滤波电路方案选择方案一:三相半波整流电路。

该整流电路在控制角小于30°时,输出电压和输出电流波形是连续的,每个晶闸管按相序依次被触发导通,同时关断前面已经导通的晶闸管,每个晶闸管导通120°;当控制角大于30°时,输出电压,电流的波形是断续的。

方案二:三相桥式整流电路。

该整流电路是由一组共阴极电路和一组共阳极电路串联组成的。

三相桥式的整流电压为三相半波的两倍。

三相桥式整流电路在任何时候都有两个晶闸管导通,而且这两个晶闸管中一个是共阴极组的,一个是共阳极组的。

他们同时导通,形成导电回路。

比较以上两种方案,方案二整流输出电压高,纹波电压较小且不存在断续现象,同时因电源变压器在正,负半周内部有电流供给负载,电源变压器得到了充分的利用,效率高,因此选用方案二。

滤波电路用于滤波整流输出电压中的纹波,采用负载电阻两端并联电容器C的方式。

2.2 逆变电路方案选择根据题目要求,选用三相桥式逆变电路方案一:采用电流型三相桥式逆变电路。

在电流型逆变电路中,直流输入是交流整流后,由大电感滤波后形成的电流源。

此电流源的交流内阻抗近似于无穷大,他吸收负载端的谐波无功功率。

逆变电路工作时,输出电流是幅值等于输入电流的方波电流。

方案二:采用电压型三相桥式逆变电路。

在电压型逆变电路中,直流电源是交流整流后,由大电容滤波后形成的电压源。

此电压源的交流内阻抗近似于零,他吸收负载端的谐波无功功率。

逆变电路工作时,输出电压幅值等于输入电压的方波电压。

比较以上两种方案,电流型逆变器适合单机传动,加,减速频繁运行或需要经常反向的场合。

三相正弦波变频电源

三相正弦波变频电源
5.在PWM方式中,计数器的上限值有固定的0xFF(8位T /C);0xFF、0x1FF、0x3FF(16位T /C)。或由用户设定的0x0000- 0xFFFF,设定值在16位T /C的ICP或OCRA寄存器中。而比较匹配寄存器的值与计数器上限值 首先按照下面的公式建立一个正弦波样本表,样本表将一个正弦波周期分为128个点,每点按7位量化(127对应最高幅值Vcc/2): f(x) = 64 + 63 * sin(2πx/180) x∈[0…127]
参考文献
[1]:周尘.单片机C语言轻松入门.北京航空航一大学出版社.2006
[2]:康华光,陈大钦编.电子技术基本.高等教育出版社.2004
[3]:周润景.张丽娜.基于PROT EUSR的电路及单片机系统设计与仿真.2006
[6]西安交通大学 电力电子技术
附录1 元件明细表
隔离变压器(36伏输出). 整流二极管. 绝缘栅极晶体管
(主电路)
SHAPE \* MERGEFORMAT 其中光电隔离放大可用专用芯片也可用分立元器件搭建- ,视情况而定。a/d转换用专用芯片ad574 ,经单片机转换成数码显示。用键盘操作改变频率和占空比。 二 单元电路设计 2.1整流斩波电路的设计 采用cuke斩波,因为其输入电流和输出负载电流都是连续的,且脉动很小,有利于对输入输出进行滤波。设计如下
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化SPWM波 波形
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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软件的实现: 1.首先应根据实际的情况,确定需要输出的PWM频率范围, 然后根据需要PWM的频率范围确定ATmega128定时/计数器的PWM工作方式。AVR定时/计数器的PWM模式可以分成快速PWM和频率(相位)调整PWM两 2.快速PWM可以的到比较高频率的PWM输出,但占空比的调节精度稍微差一些。此时计数器仅工作在单程正向计数方式,计数器的上限值决定PWM的频率,而比较匹配寄存器的值决定了占空比的大小。PWM频率的 PWM频率 = 系统时钟频率/(分频系数*(1+计数器上限值))

三相正弦波变频电源的仿真设计

三相正弦波变频电源的仿真设计

海军工程大学毕业设计(论文)题目三相正弦波变频电源仿真设计专业电气工程及其自动化班级 4012 姓名付启兵指导教师李玉梅二〇〇九年六月二十日目录第一章变频器概述1.1.变频电源的原理 (3)1.2.变频电源的特点及应用 (3)1.3.MATLAB简介及仿真技术 (4)1.4.MATLAB仿真技术在电力电子中的应用 (6)1.5.本论文完成内容 (8)第二章变频器硬件设计2.1整流单元及供电电源 (9)2.2逆变输出装置及其驱动电路 (10)2.3滤波输出及过压过流缺相检测与保护 (14)2.4变频电源的控制 (17)第三章变频器软件设计3.1控制模块设计 (21)第四章变频器的MATLAB仿真4.1MATLAB在电力电子中的应用 (25)1电力系统工具箱 (25)2 MATLAB在变频器中应用及仿真框图 (27)第五章结语 (34)摘要:本文采用MATLAB对变频电源进行系统分析。

基于Simulink做了系统仿真,并做了原理性的论证。

硬件部分采用IT公司的低功耗单片机MSP430F149作为主控器件,IR2130驱动3相功率管。

控制方式采用传统的SPWM,用SPWM专用集成芯片SM2001产生SPWM信号以控制IR2130的通断。

系统采用PI反馈控制使硬件系统具良好的稳压功能。

另外本文在硬件设计中对变频电源的过流,过压,缺相等保护功能进行了阐述。

第一章变频器概述由于我国市电频率固定为50 Hz,因而对于一些要求频率大于或小于50 Hz的应用场合,则必须设计一个能改变频率的变频电源系统。

目前最常用的是三相正弦波变频电源。

该电源系统主要由整流、逆变、控制回路3部分组成。

其中,整流部分用以实现AC/DC的转换;逆变部分用以实现DC/AC的转换;而控制回路用以调节电源系统输出信号的频率和幅值。

1-1 变频电源的原理经过AC→DC→AC变换的逆变电源称为变频电源,它有别于用于电机调速用的变频调速控制器,也有别于普通交流稳压电源。

毕业设计---基于MATLAB的三相正弦波变频电源的设计

毕业设计---基于MATLAB的三相正弦波变频电源的设计

毕业设计(论文)题目三相正弦波变频电源仿真设计专业电气工程及其自动化目录第一章变频器概述1.1.变频电源的原理 (3)1.2.变频电源的特点及应用 (3)1.3.MATLAB简介及仿真技术 (4)1.4.MATLAB仿真技术在电力电子中的应用 (6)1.5.本论文完成内容 (8)第二章变频器硬件设计2.1整流单元及供电电源 (9)2.2逆变输出装置及其驱动电路 (10)2.3滤波输出及过压过流缺相检测与保护 (14)2.4变频电源的控制 (17)第三章变频器软件设计3.1控制模块设计 (21)第四章变频器的MATLAB仿真4.1MATLAB在电力电子中的应用 (25)1电力系统工具箱 (25)2 MATLAB在变频器中应用及仿真框图 (27)第五章结语 (34)摘要:本文采用MATLAB对变频电源进行系统分析。

基于Simulink做了系统仿真,并做了原理性的论证。

硬件部分采用IT公司的低功耗单片机MSP430F149作为主控器件,IR2130驱动3相功率管。

控制方式采用传统的SPWM,用SPWM专用集成芯片SM2001产生SPWM信号以控制IR2130的通断。

系统采用PI反馈控制使硬件系统具良好的稳压功能。

另外本文在硬件设计中对变频电源的过流,过压,缺相等保护功能进行了阐述。

第一章变频器概述由于我国市电频率固定为50 Hz,因而对于一些要求频率大于或小于50 Hz的应用场合,则必须设计一个能改变频率的变频电源系统。

目前最常用的是三相正弦波变频电源。

该电源系统主要由整流、逆变、控制回路3部分组成。

其中,整流部分用以实现AC/DC的转换;逆变部分用以实现DC/AC的转换;而控制回路用以调节电源系统输出信号的频率和幅值。

1-1 变频电源的原理经过AC→DC→AC变换的逆变电源称为变频电源,它有别于用于电机调速用的变频调速控制器,也有别于普通交流稳压电源。

变频电源的主要功用是将现有交流电网电源变换成所需频率的稳定的纯净的正弦波电源。

三相正弦波变频电源的设计——理工类毕业设计

三相正弦波变频电源的设计——理工类毕业设计

中文摘要本论文设计的是一个三相正弦波变频电源,即当输入电压为220V,50Hz时,输出为线电压有效值≥36V,输出频率范围20Hz~100Hz,满足了工业设备和家用电器的需求,特别是应用于电动机调速。

本设计从硬件和软件两方面设计,利用PIC系列单片机具有A/D转换模块,CCP模块,LCD驱动模块的优点,将PIC单片机与输入设备(键盘),输出设备(LCD显示器)连起来构成测量显示电路。

将PWM信号控制逆变电路,控制该脉冲的宽度改变输出电压的幅值,改变脉冲的调制周期来改变输出电压的频率。

在测量交流电压时,通过真有效值转换电路,可以测得电压的有效值,通过ADC模块,将测量的电压有效值显示在LCD显示器上,利用I/V,F/V转换器,同样可测得电流,频率。

PIC系列单片机采用的是RISC精简指令集及其独立分开的数据总线和指令总线的哈佛结构,具有指令集小和简单易学等特点,且允许其指令码的位数多于8位的数据位数,PIC16F877数中级系列产品,其指令有37条,每条指令的字长为14位。

关键词:三相正弦波;变频;正弦波脉冲宽度调制;PWMⅠAbstractThis thesis is a three-phase sine wave inverter power supply, that is to say, when the input voltage is 220V and 50Hz, the output for the line voltage is over 36V, and the output frequency is range from 20Hz to 100Hz.It is used to meet the needs of industrial equipment and household appliances.In particular, it is applied to motor speed. The design is from both hardware and software,which uses PIC MCU with A / D converter module, CCP modules, LCD driver module. The advantages of the PIC MCU are the input device (keyboard) and output device (LCD display) with up and form measurement display circuit. PWM signal is used to control the inverter circuit. Control the pulse width changes the output voltage amplitude, pulse modulation period changed to change the frequency of the output voltage. In the measurement of AC voltage, through the RMS conversion circuit, the RMS voltage can be measured through the ADC module.The measured voltage is displayed on LCD monitors, the use of I / V, F / V converter, the same can be measured current, frequency. PIC MCU uses a RISC Reduced Instruction Set and independent separate data bus and instruction bus of the Harvard architecture, instruction set that has the characteristics of small and easy to learn, and to allow their script more than 8 bits of data bits , PIC16F877 number of intermediate products, the instructions are 37, each instruction word length to 14.Key words: three-phase sine wave;vary frequency; sinusoidal pulse width modulation;PWMⅡ目录中文摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 课题的目的意义 (1)1.2 近年来国内外研究现状 (1)1.3 基本要求 (2)1.4 设计要求 (2)第二章方案论证 (3)2.1 AC-DC模块 (4)2.2 DC-DC模块 (4)2.2.1 MOSFET驱动电路 (5)2.2.2 PWM波产生电路 (6)2.3 DC-AC模块 (7)2.4 测量模块 (12)2.4.1 电压测量 (12)2.4.2 电流测量 (12)2.4.3 频率测量 (12)2.4.4 功率测量 (14)2.5 控制模块 (14)第三章硬件部分设计 (15)3.1 整流滤波电路 (15)3.2 斩波和驱动电路 (15)3.3 逆变和驱动电路 (17)3.4 过压过流告警电路 (20)3.5 真有效值转换电路 (22)3.6 单片机及其外围电路 (24)3.7 电源电路 (28)第四章软件部分设计 (30)4.1 PWM波的实现 (30)4.2 ADC的实现 (31)Ⅳ4.2.1 ADC模块的操作编程 (31)4.3 矩阵式键盘的设计 (32)4.4 液晶显示驱动的设计 (33)4.5 SPWM波的实现 (35)4.6 系统总体软件设计 (36)第五章系统测试 (38)5.1 测试仪器与设备 (38)5.2 指示测试 (38)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)附录一 (45)附录二 (46)附录三 (47)Ⅳ第一章绪论随着电力电子技术的发展,正弦波输出变压变频已被广泛应用在各个领域中,同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求,对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面:一是稳态精度高;二是动态性能好。

基于IM14400的三相正弦波变频电源设计

基于IM14400的三相正弦波变频电源设计

r n su o 3 T e s s m loi cu e h l wi gf n t n , u h a r q e c a r me t e ti p t A. h y t as n l d st e f l n u ci s s c s f u n y me u e n RMS v l g n u r n e oo o e ot e a d c re t a me s r me t a d me n p we a u e n . a u e n , n a o rme s r me t Ke r s i v re ;v ra l r q e c o rs p l; P M; M 4 0 y wo d : n e r a b efe u n y p we u p y t i W I 1 0 4
WM 脉 冲 的 占空 比 , 现 线 电 压 的 稳 定 输 出 。相 电 压 的 取 样 实
信 号 经放 大 限 幅 、 零 检 测 生 成 脉 冲 。 系统 采 用 等 精 度 法 实 过
率 的 变 频 电源 系 统 。 目前 最 常 用 的是 三 相 正 弦 波 变 频 电源 。 该 电 源 系 统 主 要 由整 流 、 变 、 制 回路 3 分 组 成 。 其 中 , 逆 控 部
Ab t a t s r c :An AC— — a a l — r q e c o rs p l y tm a e n I 1 4 0 i e i n d i h s p p r i h u e DC AC v r b e fe u n y p we u p y s s i e b s d o M 4 0 s d sg e n t i a e , c s s wh
1 引 言
由于 我 国 市 电 频 率 固 定 为 5 z 0 H 。因而 对 于 一些 要 求 频 率 大 于 或 小 于 5 z的 应用 场 合 , 0H 则必 须设 计 一 个 能 改变 频

毕业设计(论文)-三相正弦波变频电源

毕业设计(论文)-三相正弦波变频电源

摘要本系统是一个交流-直流-交流变频电源。

系统以FPGA为控制核心,采用SPWM变频控制技术,实现三相正弦波变频输出。

输出线电压有效值为36V,最大输出电流有效值达3A。

系统还具有频率测量,电流、电压有效值测量,平均功率测量功能。

基于单片机智能化和开关电源高效率的特点,研制出一种以XC164单片机作为核心控制模块的三相正弦波变频电源。

本系统同时采用电压反馈电路和电流反馈电路,分别将输出电压和电流反馈至XC164单片机,然后该单片机利用其内部的模数转换器对反馈电压和电流进行A/D转换,同时单片机根据计算出的电压有效值对输出电压进行宏观PID控制,以实现稳幅。

采用了实时电压跟踪SPWM技术,使单片机在变频电源系统中得到了有效的应用。

实验结果表明该系统具有良好的稳压性能和很小的波形失真,并且能够进行自检测、过流、过压、过热和短路保护等功能。

关键词: 三相 SPWM 逆变变频电源AbstractThe system, based on FPGA, is a AC-DC-AC variable frequency power supply. The technology of SPWM frequency converting control is applied to get the output of three-phase variable frequency sine wave. The real line voltage is 36V and the maximum current(real value)output is up to 3A. The system also includes the following functions like frequency metering, measurements of real voltage and current, and the measurement of the average power. This system adopted voltage feedback circuit and current feedback circuit, output voltage and current respectively XC164 microcontroller, then the feedback to the microcontroller use its internal adc voltage and current of feedback on A/D conversion, and SCM according to calculate the RMS voltage output voltage of the macro PID control, in order to achieve steady picture. Adopted real-time voltage tracking SPWM technology, make SCM in frequency conversion power system got effective application. The experimental results show that the system has good performance and small voltage waveform distortion, and can be carried out since detection, over-current, over-voltage, overheating and short circuit protection function.Key Word:three phase SPWM invert frequency power目录摘要 (I)Abstract (II)目录.......................................................................................................................... I II 1课题方案.. (1)1.0变频器的概述 (1)1. 1三相异步电动机的工作原理 (1)1. 2.变频器的工作原理 (1)1.3变频器控制方式 (1)1.4正弦波脉宽调制方式 (4)1.5 SPWM调制方式的选择 (5)1.6电压电流频率的测量 (6)2系统总体设计方案和实现框图 (7)2.1系统总体设计方案 (7)2.2 实现框图 (7)3 理论分析与参数计算 (7)3.1 主回路电参数计算 (8)3.2 SPWM逆变电源的谐波分析 (8)3.3 载波频率的选择 (8)3.4 FPGA内单相平均功率计算算法 (9)4 主要功能电路设计 (9)4.1 整流电路 (9)4.2 光耦隔离驱动电路 (10)4.3 逆变电路 (10)4.4 无源滤波电路 (11)4.5 测频整形电路 (11)4.6 电流电压测量电路 (12)4.7 MAX197采样电路 (13)4.8 FPGA模块 (13)5 系统软件设计 (15)6 系统测试与分析 (16)7 总结分析与结论 (18)7.1 系统总体性能 (18)7.2 系统注意点与分析 (18)结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)1课题方案本系统要求设计并制作一个三相正弦波变频电源.此系统主要分为以下三个部分:整流,逆变,控制回路.整流部分实现AC-DC转换,逆变部分实现DC-AC转换,而电源系统输出信号的频率、幅度的调节则由控制回路所决定。

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5. 应用程序设计部分..................................... 9
5.1 VHDL 硬件描述语言简介.............................................. 9 5.2 正弦波顶层设计程序 ................................................ 9
3.1 系统主要功能的实现................................................. 4 3.2 PWM 信号的产生方式 ................................................ 5 3.3 SPWM 调制方式的选择 ............................................... 6 3.4FPGA 控制模块 ...................................................... 7
1.2 变频技术的介绍
变频技术是电力电子技术的主要组成部分,它主要用于需要交流电源的电压、频率可调 (或恒压、恒频)的用电设备,如交流电机、中频电源及各种专用电源的中间环节等。这一技 术的产生和发展为交流调速开拓了广阔的天地。国外交流调速在电气传动行业已占绝对优势, 虽然国内直流调速还在大量使用,但近年来凡新建的电气传动系统均采用交流调速,其发展 势头是迅速的。变频技术在供电电源方面的应用主要是: (1)将过去用发电机、变压器产生交流电的地方用变频电源取代; (2)将计算机、电焊机、电子装置等用直流电源的地方改为以变频技术为核心的开关电源。 在现有的正弦波输出变压变频电源产品中,为了得到 SPWM 波,一般都采用双极性调制技术。 该调制方法的最大缺点是它的 4 个功率管都工作在较高频率(载波频率),从而产生了较大的 开关损耗,开关频率越高,损耗越大。本文针对正弦波输出变压变频电源 SPWM 调制方式及 数字化控制策略进行了研究,以 TMS320F240 数字信号处理器为主控芯片,以期得到一种较 理想的调制方法,实现逆变电源变压、变频输出。
2 系统总体设计方案............................................................................. 3 3 系统主要功能的实现......................................................................... 4
重庆文理学院 成人高等教育
毕业论文
论文题目 :三相正弦波变频电源的设计
论文作者:余廷江 指导教师:柯能伟 专业班级: 07 电本 学 号:3114450078 提交论文日期: 2009 年 论文答辩日期: 2009 年
09 月 10 月
15 日 26 日
中国•重庆 2009 年 9 月
学院毕业设计
6 结论 ....................................................................................................10
6.1 取得的成绩 ....................................................... 10 6.2 存在的不足和今后的努力方向 ........................................ 10
参 考 文 献 ........................................................................................... 1
II
电子信息科学与技术本科专业毕业设计
致 谢................................................................................................. 2
目录
目录 摘要 ...................................................................................................... III
Abstract ............................................................................................... IV 1 引言 ..................................................................................................... 1
1.1 选题的提出 ....................................................... 1 1.2 变频技术的介绍………………………………………………………………………..1 1.3 研究意义 .......................................................... 1 1.4 设计的对象 ........................................................ 3
Keywords: Inverter;Variable frequency power supply;PWM;IM14400;FPGA
IV
电子信息科学与技术本科专业毕业设计
1 引言 1.1 选题的提出
由于我国市电频率固定为 50 Hz, 因而对于一些要求频率大于或小于 50 Hz 的应用场合, 则必须设计一个能改变频率的变频电源系统。目前最常用的是三相正弦波变频电源。该电源 系统主要由整流、逆变、控制回路 3 部分组成。其中,整流部分用以实现 AC/DC 的转换; 逆 变部分用以实现 DC/AC 的转换; 而控制回路用以调节电源系统输出信号的频率和幅值。
Major: Electronic Information Science and Technology
Supervisor:
Abstract:An AC- DC- AC variable- frequency power supply system based on IM14400 is designed in this paper, which uses FPGA as control core. The frequency converting controlling technology of sinusoidal pulse width modulation (SPWM) is applied to get the output of three- phase variable- frequency sine wave. The RMS voltage is 36V and the maximum RMS current is up to 3A. The system also includes the following functions, such as frequency meaurement RMS voltage and current measurement, and mean power measurement. Frequency of application of technology in the power supply, greatly reducing the power supply unit volume, improve efficiency, resulting in huge economic benefits, the so-called conversion is the use of power electronic devices (such as power transistors GTR, insulated gate bipolar transistor IGBT) 5OHz the city will be transformed into electricity requested by users or other AC power supply. It is divided into direct-conversion (also known as AC - AC converter), that is converted directly into electricity than its low frequency of the alternating current, a large number used in the high-power AC Drive Central; indirect conversion (also known as AC - Direct - AC Inverter ), which is first rectified into DC electricity, and then transformed into the frequency of communication required. It consists of resonant frequency and the square-wave inverter. The former is mainly used for medium frequency heating, square-wave frequency is divided into equal amplitude, width and the SPWM inverter. Commonly used methods are sine wave (modulated wave) and the triangular wave (carrier) to compare the SPWM method, the magnetic field Tracking SPWM law and the equal-area SPWM method. Inverter technology is the rectification of the reverse transformation method.
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