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(guān)鍵字： spwm 三角波正弦

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[導(dǎo)讀]你知道什么是三角波載波嗎?本文主要介紹了關(guān)于三角波載波的相關(guān)內(nèi)容，并對spwm原理中三角波載波的作用進(jìn)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(guān)于三角波載波的相關(guān)內(nèi)容，并對spwm原理中三角波載波的作用進(jìn)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(jié)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(jié)論為理論基礎(chǔ)，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(guān)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(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等，通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。

脈寬調(diào)制技術(shù)通過一定的規(guī)律控制開關(guān)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(diào)制技術(shù)在逆變器中的應(yīng)用對現(xiàn)代電力電子技術(shù)以及現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展起到極大的促進(jìn)作用。近幾年來，由于場控自關(guān)斷器件的不斷涌現(xiàn)，相應(yīng)的高頻SPWM(正弦脈寬調(diào)制)技術(shù)在電機(jī)調(diào)速中得到了廣泛應(yīng)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(nèi)置波形ROM及相應(yīng)的控制邏輯，設(shè)置完成后可以獨立產(chǎn)生三相PWM波形，只有當(dāng)輸出頻率或幅值等需要改變時才需微處理器的干預(yù)，微處理器只用很少的時間控制它，因而有能力進(jìn)行整個系統(tǒng)的檢測。保護(hù)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?？煽啃院玫葍?yōu)點。

二、什么是三角波載波

三角波載波在SPWM里面充當(dāng)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(guān)系且左右對稱，當(dāng)它與任何一個平緩變化的調(diào)制信號波相交時，如果在交點時刻對電路中開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，就可以得到寬度正比于信號波幅值的脈沖。在調(diào)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(chǔ)上改變了調(diào)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(dāng)?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(lǐng)域被廣泛的采用。PWM的全稱是PulseWidthModulation(脈沖寬度調(diào)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(jī)調(diào)速和閥門控制，比如我們現(xiàn)在的電動車電機(jī)調(diào)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(zhuǎn)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(guān)時間。在DPS程序控制中，這個三角波就相當(dāng)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(zhuǎn)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(nèi)開關(guān)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(jī)定子理想磁鏈圓為參考標(biāo)準(zhǔn)，以三相逆變器不同開關(guān)模式作適當(dāng)?shù)那袚Q，從而形成PWM波，以所形成的實際磁鏈?zhǔn)噶縼碜粉櫰錅?zhǔn)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(diào)頻調(diào)壓的正弦波電源，而SVPWM方法將逆變系統(tǒng)和異步電機(jī)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(shù)

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

2.三角波作為載波(設(shè)置epwm的周期寄存器) 正弦波作為調(diào)制波

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

假設(shè)：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(diào)制度M=Us/(Ur/2) (0=

4)根據(jù)幾何關(guān)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,