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三相SPWM简介及其在变频器中的结束办法

2017-07-04 20:48分类:电工基础知识 阅读:

 

 咱们先说说啥叫PWM
  PWM的全称是Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制),它是经过改动输出方波的占空比来改动等效的输出电压。广泛地用于电动机调速和阀门操控,比方咱们如今的电动车电机调速便是运用这种办法。
  所谓SPWM,便是在PWM的根底上改动了调制脉冲办法,脉冲宽度时间占空比按正弦规率摆放,这么输出波形经过恰当的滤波能够做到正弦波输出。它广泛地用于直流沟通逆变器等,比方高档一些的UPS便是一个比方。三相SPWM是运用SPWM模仿市电的三相输出,在变频器范畴被广泛的选用。
  该办法的结束有以下几种计划.
  1.3.1 等面积法
  该计划实习上便是SPWM法原理的直接阐释,用一样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列替代正弦波,然后核算各脉冲的宽度和距离,并把这些数据存于微机中,经过查表的办法生成PWM信号操控开关器材的通断,以抵达预期的意图.因为此办法是以SPWM操控的底子原理为动身点,能够准确地核算出各开关器材的通断时间,其所得的的波形很挨近正弦波,但其存在核算繁琐,数据占用内存大,不能实时操控的缺陷.
  1.3.2 硬件调制法
  硬件调制法是为处理等面积法核算繁琐的缺陷而提出的,其原理便是把所希望的波形作为调制信号,把承受调制的信号作为载波,经过对载波的调制得到所希望的PWM波形.通常选用等腰三角波作为载波,当调制信号波为正弦波时,所得到的便是SPWM波形.其结束办法简略,能够用模仿电路构成三角波载波和正弦调制波发作电路,用比照器来断定它们的交点,在交点时间对开关器材的通断进行操控,就能够生成SPWM波.可是,这种模仿电路构造杂乱,难以结束准确的操控.
  1.3.3 软件生成法
  因为微机技能的翻开使得用软件生成SPWM波形变得比照简略,因而,软件生成法也就应运而生.软件生成法正本便是用软件来结束调制的办法,其有两种底子算法,即天然采样法和规矩采样法.
  1.3.3.1 天然采样法[2]
  以正弦波为调制波,等腰三角波为载波进行比照,在两个波形的天然交点时间操控开关器材的通断,这便是天然采样法.其长处是所得SPWM波形最挨近正弦波,但因为三角波与正弦波交点有恣意性,脉冲基地在一个周期内不等距,然后脉宽表达式是一个逾越方程,核算繁琐,难以实时操控.
  1.3.3.2 规矩采样法[3]
  规矩采样法是一种运用较广的工程有用办法,通常选用三角波作为载波.其原理便是用三角波对正弦波进行采样得到阶梯波,再以阶梯波与三角波的交点时间操控开关器材的通断,然后结束SPWM法.当三角波只在其极点(或底点)方位对正弦波进行采样时,由阶梯波与三角波的交点所断定的脉宽,在一个载波周期(即采样周期)内的方位是对称的,这种办法称为对称规矩采样.当三角波既在其极点又在底点时间对正弦波进行采样时,由阶梯波与三角波的交点所断定的脉宽,在一个载波周期(此刻为采样周期的两倍)内的方位通常并不对称,这种办法称为非对称规矩采样.
  规矩采样法是对天然采样法的改善,其首要长处便是是核算简略,便于在线实时运算,其间非对称规矩采样法因阶数多而更挨近正弦.其缺陷是直流电压运用率较低,线性操控计划较小.
  以上两种办法均只适用于同步调制办法中.
  1.3.4 低次谐波消去法[2]
  低次谐波消去法是以消去PWM波形中某些首要的低次谐波为意图的办法.其原理是对输出电压波形按傅氏级数翻开,标明为u(ωt)=ansinnωt,首要断定基波重量a1的值,再令两个不一样的an=0,就能够树立三个方程,联立求解得a1,a2及a3,这么就能够消去两个频率的谐波.
  该办法尽管能够极好地消除所指定的低次谐波,可是,剩下未消去的较低次谐波的幅值或许会恰当大,并且一样存在核算杂乱的缺陷.该办法一样只适用于同步调制办法中.
  1.4 梯形波与三角波比照法[2]
  前面所介绍的各种办法首要是以输出波形尽量挨近正弦波为意图,然后疏忽了直流电压的运用率,如SPWM法,其直流电压运用率仅为86.6%.因而,为了前进直流电压运用率,提出了一种新的办法--梯形波与三角波比照法.该办法是选用梯形波作为调制信号,三角波为载波,且使两波幅值持平,以两波的交点时间操控开关器材的通断结束PWM操控.

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