随着电压型逆变器在高性能电力电子装置（如交流传动、不间断电源和有源滤波器）中的应用越来越广泛，PWM技术作为这些系统的共用及核心技术，引起人们的高度重视，并得到越来越深入的研究。

所谓PWM技术就是利用半导体器件的开通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列，以实现变频、变压并有效地控制和消除谐波的一门技术。目前已经提出并得到实际应用的PWM方案就不下10种，关于PWM技术的文章在很多著名的电力电子国际会议（如PESC、IECON、EPE年会）上已形成专题。尤其是利用微处理器使PWM技术数字化以后，花样更是不断翻新，从最初追求电压波形的正弦，到电流波形的正弦，再到磁通的正弦；从效率最优，转矩脉动最少，再到消除噪声等，PWM技术的发展经历了一个不断创新和不断完善的过程。到目前为止，还有新的方案不断提出，进一步证明这项技术的研究方兴未艾。

说起PWM技术，人们习惯认为，1964年A·Schonung和H·Stemmler在《BBC评论》上发表的文章，把通信系统的调制技术应用到交流传动中，产生了正弦波脉宽调制（SPWM）变频变压的思想，从而为交流传动的推广应用开辟了新的局面^[1]。毫无疑问，这种PWM技术使交流传动在大功率（电力机车）、高精度（数控机床）、高动态响应（轧钢）等工业领域的应用成为可能。到目前为止，SP-WM在各种应用场合中仍占主导地位，并一直是人们研究的热点。从最初采用模拟电路完成三角调制波和参考正弦波的比较，产生PWM信号，以控制功率开关器件的开关，到目前采用全数字化的方案，完成实时在线的PWM信号的输出。英国Bristol大学的S·R·Bowes作了大量工作，提出了规则采样数字化PWM方案，对自然采样规律做了简单的近似，为PWM信号的实时计算提供了理论依据^[2]。在此基础上，Bowes等人又提出了准优化PWM（Suboptimal PWM）技术及用于高压高频的准优化PWM技术，以提高电压利用率^[3，4]，其实质是在基波上叠加一个幅值为基波1/4的3次谐波。在这一点上，准优化PWM和电压空间矢量PWM（SVP-WM）技术具有某种异曲同工之处^[5，6]。但SVPWM是从磁通幅值不变（在α、β坐标系的轨迹为恒幅圆，在时域为正弦波形）出发得到的，其等效调制波形也含有一定的3次谐波，由于其有控制简单、数字化实现方便的特点，目前已有替代传统SPWM的趋势。虽然准优化及空间矢量PWM技术已经具有了优化PWM的某些特征，但是它们毕竟还不是真正意义上的优化。

事实上，优化PWM的方法提出的时间更早。在1962年，A·Kernick等人发表在AIEE杂志上的《消除谐波静止逆变器》的文章中，已经看到后来被F·G·Turnbull^[11]和H·S·Patel、R·G·Hoft^[12]推广了的消除低次谐波PWM的踪迹。这种优化（实际上即求极大或极小）PWM的概念进一步被G·S·Buja、F·C·Zach和K·Taniguchi所采纳，用于实现电流谐波畸变率（THD）最小^[13]、效率最优^[14]及转矩脉动最小^[15]。尽管最优化PWM具有计算复杂、实时控制较难等缺点，但由于它有一般PWM方法所不具备的特殊优点，如电压利用率高、开关次数少及可实现特定优化目标等，因此人们一直没有放弃这方面的研究。目前，随着微处理器运算速度的不断提高，已有实时完成优化PWM方案出现^[16]。(www.daowen.com)

另外值得一提的就是A·B·Plunkett在1980年提出的电流滞环比较PWM技术^[17]及在此基础上发展起来的全数字化方案——无差拍控制（Deadbeat Control）PWM技术^[18]。这两种方法均具有实现简单的特点，第一种方案采用模拟技术，当功率开关器件频率足够高时，可得到非常接近理想正弦波形的电流波形。第二种方案考虑了数字化采样时间的影响，以电流误差等于零为目标，通过电流电压的反馈，可以达到很好的效果，并成为一种目前较简单实用的数字化PWM方案，在逆变器及有源滤波器中得到越来越广泛的应用^[19，20]。

从20世纪80年代中期以来，人们对PWM逆变器产生的电磁噪声给予了越来越多的关注。普通PWM逆变器的电压、电流中含有不少谐波成分，这些谐波产生的转矩脉动作用在定转子上，使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题，一种方法是提高开关频率，使之超过人耳能感受的范围，另一种方法即本章要介绍的随机PWM方法^[21，22]，它从改变谐波的频谱分布入手，使逆变器输出电压、电流的谐波均匀地分布在较宽的频带范围内，以达到抑制噪声和机械共振的目的。

综上所述，我们将PWM技术分为三大类：正弦PWM（包括以电压、电流或磁通的正弦为目标的各种PWM方案）、优化PWM及随机PWM技术。当然从实现方法上来看，大致有模拟式和数字式两种，而数字式中又包括硬件、软件或查表等几种实现方式。从控制特性来看，主要可分为两种：开环式（电压或磁通控制型）和闭环式（电流或磁通控制型）。还有其他的分类方法，并且每一大类包括细的分类，在下述各节中，对此将有侧重的介绍。