Hai phương pháp cơ bản để tạo ra tín hiệu ra dạng gần sin là phương pháp biến đổi điện thế và phương pháp điều rộng xung.
Phương pháp biến tần điều chế độ rộng xung (PWM – Pulse Width Modulation) tạo xung kích chuyển mạch công suất có độ rộng thay đổi theo tín hiệu sin chuẩn. Thiết bị kiểu này được sử dụng rộng rãi trong các bộ biến tần hiện đại do hình thành tín hiệu ra dạng gần sin. Trên hình 3.2 trình bày giản đồ mô ta nguyên tắc điều rộng xung.
Hình 2.5: Giản đồ điều rộng xung cho biến tần.
Tín hiệu sin chuẩn 3 pha được so sánh với một tín hiệu dạng tam giác để tạo ra các xung điều khiển T1:T6, có độ rộng thay đổi theo bán kỳ dương và âm của tín hiệu sin. Các xung này sẽ kích các cặp MOSFET (là các khóa điện tử), băm nguồn DC thành các xung có động rộng tương ứng với tín hiệu sin, và khi sử dụng bộ lọc và tải cảm, điện áp ra có dạng sin.
Các bộ biến tần hiện đại sự dụng bộ vi xử lý cho phép điểu rộng xung ra theo chương trình thực hiện điều khiển số và dễ dàng ghép nối với tính và các thiết bị điều khiển tự động khác.
2.5.1. Khái niệm.
Điều chế độ rộng xung (PWM) là một kỹ thuật điều chế được sử dụng để mã hóa một thông điệp thành một tín hiệu xung. Mặc dù kỹ thuật điều chế này có thể được sử dụng để mã hóa thông tin để truyền tải, việc sử dụng chính của nó là cho phép điều khiển nguồn điện cung cấp cho các thiết bị điện, đặc biệt là để tải quán tính như động cơ. Ngoài ra, PWM là một trong hai thuật toán chính được sử dụng trong bộ sạc pin quang điện năng lượng mặt trời, thuật toán kia là giám sát điểm công suất cực đại.
Giá trị trung bình của điện áp (và dòng điện) cung cấp cho tải được kiểm soát bằng cách thay đổi việc đóng cắt giữa nguồn và tải tắt với tốc độ rất nhanh. Thời gian đóng càng lâu so với thời gian cắt, thì tổng công suất cung cấp cho tải càng cao.
Tần số đóng cắt PWM phải cao hơn nhiều so với tần số ảnh hưởng đến tải (các thiết bị sử dụng điện), để dạng sóng cuối cùng được đưa tới tải phải càng mịn càng tốt. Tốc độ (hoặc tần số) mà tại đó các nguồn cấp phải đóng cắt có thể rất khác nhau tùy thuộc vào tải và ứng dụng
2.5.2.Ưu điểm.
Tổn hao công suất trên các thiết bị đóng cắt (Chuyển mạch) rất thấp. Khi khóa chuyển mạch tắt thì không có dòng điện nào đi qua, và khi bật thì nguồn sẽ được đưa sang phụ tải, thì hầu như không có sụt áp trên thiết bị chuyển mạch. Tổn hao công suất, là tích của điện áp và dòng điện, do đó trong cả hai trường hợp gần như bằng không. PWM cũng hoạt động tốt với điều khiển kỹ thuật số, mà vì tính chất bật/tắt, ta có thể dễ dàng thiết lập chu kỳ làm việc cần thiết.
Hình 2.6: một sóng xung thể hiện các định ngĩa của , và D.