你知道spwm原理中三角波載波的作用嗎？

時間：2020-05-01 10:27:14

關鍵字： spwm 三角波正弦

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[導讀]你知道什么是三角波載波嗎?本文主要介紹了關于三角波載波的相關內容，并對spwm原理中三角波載波的作用進行了詳盡的講解。

你知道什么是三角波載波嗎?本文主要介紹了關于三角波載波的相關內容，并對spwm原理中三角波載波的作用進行了詳盡的講解。

一、SPWM

SPWM(Sinusoidal PWM)法是一種比較成熟的，目前使用較廣泛的PWM法。前面提到的采樣控制理論中的一個重要結論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。SPWM法就是以該結論為理論基礎，用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆變電路中開關器件的通斷，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應區(qū)間內的面積相等，通過改變調制波的頻率和幅值則可調節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。

脈寬調制技術通過一定的規(guī)律控制開關元件的通斷，來獲得一組等幅而不等寬的矩形脈沖波形，用以近似正弦電壓波形。脈寬調制技術在逆變器中的應用對現(xiàn)代電力電子技術以及現(xiàn)代調速系統(tǒng)的發(fā)展起到極大的促進作用。近幾年來，由于場控自關斷器件的不斷涌現(xiàn)，相應的高頻SPWM(正弦脈寬調制)技術在電機調速中得到了廣泛應用。SA8281是MITEL公司推出的一種用于三相SPWM波發(fā)生和控制的集成電路，它與微處理器接口方便，內置波形ROM及相應的控制邏輯，設置完成后可以獨立產(chǎn)生三相PWM波形，只有當輸出頻率或幅值等需要改變時才需微處理器的干預，微處理器只用很少的時間控制它，因而有能力進行整個系統(tǒng)的檢測。保護和控制等?；赟A8281和89C52的變頻器具有電路簡單。功能齊全。性能價格比高。可靠性好等優(yōu)點。

二、什么是三角波載波

三角波載波在SPWM里面充當載波，這個三角波是等腰三角波，因為等腰三角波上任一點的水平寬度和高度成線性關系且左右對稱，當它與任何一個平緩變化的調制信號波相交時，如果在交點時刻對電路中開關器件的通斷進行控制，就可以得到寬度正比于信號波幅值的脈沖。在調制信號波為正弦波時，得到的就是SPWM波了 SPWM為什么采用三角波載波SPWM，就是在PWM的基礎上改變了調制脈沖方式，脈沖寬度時間占空比按正弦規(guī)率排列，這樣輸出波形經(jīng)過適當?shù)臑V波可以做到正弦波輸出。

它廣泛地用于直流交流逆變器等，比如高級一些的UPS就是一個例子。三相SPWM是使用SPWM模擬市電的三相輸出，在變頻器領域被廣泛的采用。PWM的全稱是PulseWidthModulation(脈沖寬度調制)，它是通過改變輸出方波的占空比來改變等效的輸出電壓。廣泛地用于電動機調速和閥門控制，比如我們現(xiàn)在的電動車電機調速就是使用這種方式。

三、spwm原理中三角波載波有何作用

一般來說，計算得到的占空比是個數(shù)據(jù)，想要把這個數(shù)據(jù)轉換成時間需要參照，比如在仿真中，三角波的周期跟仿真時間同步的，因此用占空比數(shù)據(jù)和三角波比較就得到了開關時間。在DPS程序控制中，這個三角波就相當于定時器的雙向計數(shù)模式。三角波起的是線性時間參照的作用，把算出的時間量轉換成實際的時間。

之所以用三角波作參照，因為矢量合成時一般用5段法和7段法，一個周期內開關動作是對稱的。如果用4段法，就不能用三角波了。

SVPWM的主要思想是以三相對稱正弦波電壓供電時三相對稱電動機定子理想磁鏈圓為參考標準，以三相逆變器不同開關模式作適當?shù)那袚Q，從而形成PWM波，以所形成的實際磁鏈矢量來追蹤其準確磁鏈圓。傳統(tǒng)的SPWM方法從電源的角度出發(fā)，以生成一個可調頻調壓的正弦波電源，而SVPWM方法將逆變系統(tǒng)和異步電機看作一個整體來考慮，模型比較簡單，也便于微處理器的實時控制。

四、淺析SPWM技術

1.SPWM技術就是希望輸出的電壓波形是正弦波，通過調節(jié)占空比來實現(xiàn)調節(jié)平均電壓的方法。

2.三角波作為載波(設置epwm的周期寄存器) 正弦波作為調制波

3.原理：DSP定時器產(chǎn)生三角波為增減計數(shù)，沒有負半波，因此把坐標遠點定在三角波的波谷，以得到雙極性SPWM

假設：三角波載波幅值為Ur/2，周期為Tr，頻率為fr，正弦波幅值為Us

1)得正弦波函數(shù)：us=Us*sin(wts)

2)載波比N=fs/fr

3)調制度M=Us/(Ur/2) (0=

4)根據(jù)幾何關系可得Ton/(Tr/2)=(0.5Ur+Us*sin(wts))/Ur

因為Us=M*Ur/2

所以Ton=(Tr/4)(1+Msin(wts))

其中ts為采樣時刻，wts=k*2π/N ，ke0,1,2,3,4,5,6,……,N-1,