SPWM技術的研究

0 引言

SPWM技術目前已經在實際中得到非常普遍的應用[1]。經過長期的發展，大致可分成電壓SPWM，電流SPWM 和磁通SPWM，其中電壓和電流SPWM 是從電源角度出發的SPWM，而電壓空間矢量PWM則是從電動機角度出發的SPWM[2]。本文將介紹單相采樣型電壓SPWM波的生成和三相采樣型電壓SPWM波的生成方法。

1 單相SPWM波的生成

對稱規則采樣的數學模型非常簡單，但是由于每個載波周期只采樣一次，因此所形成的階梯波與正弦的逼近程度仍存在較大的誤差[3]。如果既在三角波的頂點對稱軸位置采樣，又在三角波的底點對稱軸位置采樣，也就是每個載波周期采樣兩次，這樣所形成的階梯波與正弦波的逼近程度會大大提高。不對稱規則采樣法生成的SPWM 波如圖1所示。稱其為不對稱規則采樣法。

由圖1 可得，當在三角波的頂點對稱軸位置t1時刻采樣時，則有

當在三角波的底點對稱軸位置t2時刻采樣時，則有

將三角形相似關系式(3)代入式(1)和式(2)，得

不對稱規則采樣法的數學模型盡管略微復雜一些，但由于階梯波更接近于正弦波，所以諧波分量的幅值更小，在實際中得到更多的使用[4]。以上是單相SPWM波生成的數學模型。

2 三相SPWM 波的生成

如要生成三相SPWM波，必須使用三條正弦波和同一條三角波求交點。三條正弦波相位差是2仔/3，即

3 結語

應當指出的是，優化后的SPWM波形并不意味著消除或減少了總的諧波能量，而只是改變了各次諧波的組成，由于低次諧波不易由濾波電路消除且對機電設備及外部線路造成的影響高于高次諧波，因此通常進行優化SPWM時，原則上都是盡量削弱低次諧波而由高次諧波承擔總的諧波能量，再通過濾波電路將易于實現濾波的高次諧波消除。