變頻器對輸出波形的調制既要變頻，又要變壓，變頻是由逆變器完成的。而變壓按輸出電壓調節(jié)方式不同，變頻器有PAM、 PWM 和SPWM等多種方式。晶閘管型逆變器一般采用變幅調制方式，脈寬調制型逆變器更多的是采用恒幅脈寬調制方式，由二極管整流橋輸出恒定不變的直流電壓，經(jīng)中間環(huán)節(jié)送到逆變橋，通過調節(jié)逆變橋輸出電壓脈沖的寬度和頻率，實現(xiàn)既調壓又調頻的目的。這種脈寬調制型逆變器主回路簡單，而且由于逆變器輸出電壓的大小和頻率直接由逆變器決定，所以調節(jié)速度快，系統(tǒng)的動態(tài)性能好，而且電源側輸入功率因數(shù)高。由于它具有這些優(yōu)點，所以目前應用相當廣泛。因為PWM型逆變器是通過改變脈沖寬度控制其輸出電壓大小，通過改變脈沖周期控制其輸出電壓頻率，所以脈寬調制方式對PWM逆變器的性能有根本性的影響。

    PAM即脈沖幅值調節(jié)方式是通過改變直流側的電壓幅值進行調壓的。在變頻器中，逆變器只負責調節(jié)輸出頻率，而輸出電壓則由相控整流器或直流斬波器通過調節(jié)直流電壓去實現(xiàn)。采用相控整流器調壓時，網(wǎng)側的功率因數(shù)隨調節(jié)深度的增加而變低；而采用直流斬波器調壓時，網(wǎng)側的功率因素在不考慮諧波影響時，可以達到1。PAM調制方式一般應用于晶閘管逆變器的中大功率變頻器中。

    簡單的多脈沖調制法是脈沖寬度調制法中比較簡單的一種。現(xiàn)利用相橋式晶體管逆變器的原理電路說明其原理。逆變橋由大功率晶體管（也可采用其他快速功率開關器件）和快速續(xù)流二極管組成。變頻器中的整流器采用不可控的整流二極管整流電路。變頻器的輸出電壓和輸出頻率均由逆變器PWM方式調節(jié)。PWM信號作為各晶體管的基極驅動信號控制各晶體管的通斷。在控制電路中采用載頻信號與參考信號相比較的方法產(chǎn)生基極驅動信號。這里采用單極性等腰三角形；采用可變的直流電壓。在與波形的交點處發(fā)生調制信號，部分脈沖調制波形如圖1所示。

 
圖1 PWM逆變器輸出電壓波形

    從波形圖可以清楚地看出，當三角波幅值一定，改變參考信號的大小，輸出脈沖寬度就隨之改變，從而可以改變輸出基波電壓的大小。當改變載頻三角波的頻率，并保持每周期輸出的脈沖數(shù)不變時，就可以改變基波電壓的頻率。在實際控制中，可同時改變載波三角形頻率和直流參考電壓的大小，使逆變器的輸出在變頻的同時相應地變壓，來滿足一般變頻調速時的需要。這種每個周期輸出的脈沖數(shù)不變的方法，稱為同步調制方法。這種調制方法使得在不同頻率下，正負半周波形始終保持完全對稱，因此沒有偶次諧波。另外，當逆變器輸出電壓每個周波中脈沖個數(shù)不變，改變脈沖寬度時，不僅可以得到不同的基波電壓，而且也隨之出現(xiàn)比例不同的各次諧波分量。經(jīng)過分析研究表明，每半個周期中有9個以上電壓脈沖時，整個調壓過程中，基波分量和各次諧波分量基本上按線性關系變化，但是在脈沖數(shù)較少時，諧波分量將變得很大。
    載波與基準波的頻率比定義為載波比N，N=fc/fr>1，它決定一個周期內電壓的脈沖個數(shù)。按照載波比不同的處理方式，變頻器有同步調制、異步調制和分段調制三種
    （1）同步調制 在變頻調速時，載波頻率與基準波頻率同步變化，即載波比N為常數(shù)，因此，在逆變器輸出電壓的一個周期內調制脈沖數(shù)是固定的。若取N等于三的倍數(shù)，則同步調制能保證逆變器輸出的正、負半波對稱，也能保證三相平衡。但是，當輸出頻率很低時，相鄰兩脈沖的間距增大，諧波分量增加。這會使電機產(chǎn)生較大的轉矩脈動和噪聲，低速時運轉不平穩(wěn)。
    （2）異步調制 在變頻器的變頻范圍內，載波比N不等于常數(shù)。一般在改變基準波頻率時保持載波頻率不變，因此提高了低頻時的載波比，這樣變頻器輸出電壓在一個周期內的脈沖個數(shù)可隨輸出頻率的降低而增加，相應地可以減少電機的轉矩脈動，改善低速性能。但是，隨著載波比的變化，很難保證三相輸出間的對稱關系，也會影響電機的平穩(wěn)運行。
    （3）分段同步調制 將同步調制和異步調制結合起來，相互取長補短，形成分段同步調制。把變頻器的整個變頻范圍劃分成若干個頻段，在每個頻段內固定載波比。在不同的頻段，N的取值不同，頻率越低N越大。用同步調制保證輸出波形對稱，用分段調制可以改善低速性能，這就是這種方法的優(yōu)點，也是它廣泛采用的原因。
    簡單PWM方式不管采用何種調制方式，由于其輸出波形是方波，對于交流電機來說，其諧波成分還是很大的，這會直接影響交流調速的品質。

    正弦波脈寬調制法（SPWM）是最常用的一種調制方法。對主回路中開關器件的基極驅動信號，仍采用載頻信號和參考信號相比較的方法產(chǎn)生，但是參考信號改為正弦波信號，如圖2所示。當改變參考信號的幅值時，脈寬隨之改變，從而改變了主回路輸出電壓的大小。當改變的頻率時，輸出電壓頻率即隨之改變。

  
圖2 SPWM逆變器輸出電壓波形

    這種調制方式的特點是半個周期內脈沖中心線等距，脈沖等幅、變寬，半個周期內脈沖寬度變化呈正弦分布，各脈沖面積之和與正弦波下的面積成比例。因此，其調制波形更接近于正弦波，諧波分量大大減少。在實際應用中，對于三相逆變器，是由一個三相正弦波發(fā)生器產(chǎn)生三相參考信號，與一個公用的三角載波信號相比較，而產(chǎn)生三相脈沖調制波。