I. Bộ nghịch lưu điều biến độ rộng xung (PWM – Pulse Width Modulation)
1. Sự cần thiết của của bộ nghịch lưu điều biến độ rộng xung
Các bộ nghịch lưu đề cập trên đây là những bộ nghịch lưu mà sóng đầu ra đưa vào bộ nghịch lưu là những xung vuông hoàn toàn hoặc xung có nhảy cấp mà ta gọi chung là những bộ nghịch lưu nhảy cấp. Những bộ nghịch lưu nhảy cấp này có những thuận lợi và hạn chế nhất định trong điều khiển và dạng sóng đầu ra. Thuận lợi chủ yếu là vấn đề điều khiển, trong điều khiển, ở một chừng mực nhất định, kết cấu của mạch điều khiển tương đối đơn giản, thời gian đóng cắt của van bán dẫn được cố định trong một chu kỳ. Khả năng chuyển mạch của van bán dẫn yêu cầu không cao, do vậy có thể dùng cho mạch công suất lớn có tốc độ chuyển mạch thấp, các van công suất càng lớn thì tốc độ chuyển mạch càng chậm. Bên cạnh ưu điểm trên thì bộ nghịch lưu nhảy cấp trên còn bộc lộ một số nhược điểm, nhược điểm lớn nhất là khả năng sin hóa dòng điện hoặc điện áp không cao. Do đó đóng cắt cung cấp cho tải những xung vuông nên khi tải là động cơ sẽ xuất hiện sóng hài bậc cao không mong muốn. Sóng hài xuất hiện làm tăng tổn hao trong mạch và khả năng tinh chỉnh trong điều khiển giảm. Khi tần số đầu ra yêu cầu càng thấp thì sóng hài xuất hiện càng nhiều, và khi tốc độ cận không thì bộ nghịch lưu dạng này mất khả năng kiểm soát tốc độ, đặc biệt là bộ nghịch lưu nguồn dòng.
Bộ nghịch lưu điều biến độ rộng xung ra đời đã khắc phục được nhược điểm của bộ nghịch lưu trên. Dạng song đầu ra của bộ nghịch lưu điều biến độ rộng xung ( PWM – Pulse Width Modulation) được điều biến gần sin hơn, thành phần sóng hài bậc cao được loại tới mức tối thiểu, khả năng điều khiển thích nghi với mọi cấp điện áp và mọi dải tần số trong dải tần số định mức. Bằng phương pháp PWM ta có thể điều khiển động cơ thích nghi theo một đường đặc tính cho trước. Nhược điểm lớn nhất của bộ nghịch lưu PWM là yêu cầu van bán dẫn có khả năng đóng cắt ở tần số lớn. Tần số thông thường lớn hơn khoảng 15 lần tần số định mức đầu ra của bộ nghịch lưu.