2022年2022年SPWM原理+单极性SPWM

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载spwm1 spwm 基本原理spw1m9 理论基于冲量等效原理：大小.波形不相同的窄脉冲变量作用于惯性 系统时,只要它们的冲量（面积） ,即变量对时间的积分相等,其作用成效相同；也就为说,不论冲量为何种表现形式, 只要为冲量等效的脉冲作用在惯性系统上, 其输出响应为基本相同的；假如将图 3.6a 所示正弦波等分成如干份,那么该正弦波也可以看做为由一系列幅值为正弦波片段的窄脉冲组成；假如每个片段的面积分别与a.b.cl.m.n所示一系列等宽不等高的矩形窄脉冲的面积相等,那么由冲量等效原理可知,由 a.b.cl.m.n 这些等宽不等高的矩形脉冲构成的阶梯波和正弦

2、波为等效的；进一步,假如让图 1 所示逆变器产生如图3.6b 所示的一系列幅值为vd的等高不等宽的窄脉冲,并使每个窄脉冲的面积分别与相应a.b.cl.m.n的面积相等,依据等效原理,图3.6b 中这些等高不等宽的窄脉冲也为与正弦波 等效的；所以, 不论为正弦波仍为与其冲量等效的等宽不等高的阶梯波,又或者为与其冲量等效的等高不等宽的窄脉冲序列,当其作用于惯性系统后, 最终输出为基本相同的； 也就为说, 正弦波通过惯性系统以后仍为正弦波,与正弦波等效的窄脉冲序列通过惯性系统后基本也为正弦波；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载如图 3.6a 所示,将该正弦波v tv1m sinwt 的半

3、个周期均分成n 个相等的时精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载间段,每个时间段长 tst / 2n ,对应角度为swts ；假定第 k 个时段的终点时精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载刻为 kts ,起点时刻为k1 ts ,就第 k 个时段中心处相位角为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载kwtk1wktsts 23.1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载要使图 3.6b 中第 k 个时段幅值为 vd 的窄脉冲的面积与对应时段内正弦波面精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载积相等,脉冲宽度tk 必需

4、满意式精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vdtkkt svab wt dtktsv1msinwt dt精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载 k 1 ts k 1ts精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载v1m wcosw k1) tscoswkts精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载v1m w2 sin1 wts2sin w1ktsts 23.2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载将 3.1 式代入 3.2 式得精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vkvdtkdw12 sin w1 wts

5、2v1 msink3.3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载因此,第 k 个脉冲的宽度在ts 时段内的占空比为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载s2sin1 wt精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载kdtktskv1msvd2wtssinkmsink3.4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载定义调制比为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载mv1m2sin1wts23.5精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vdwts假如 n .vd .v1m

6、. w 的值确定,就 m 为一常数,从而 dk 为按正弦规律变化的,即脉冲宽度为按正弦规律变化的； 这种按正弦规律掌握逆变器输出脉冲电压的方法称为正弦脉宽调制；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载当n 很大时,有sin1 wts21 wts2,从而占空比可简化为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载dtkkktssv1m vdsinkmsink3.6精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载调制比为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载mv1mvd3.7精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习

7、资料 - - - 欢迎下载从以上各式可以看出,假如调制比m 转变,dk 会同比例转变,逆变器输出精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载的基波电压也会同比例转变；t1d1t3d3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vdai0负载b精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载t2d2t4d4图 3.5 逆变电路精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载v1m0vtba12cde345tssfg67h98 i10j11k12l13mn14wt精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a正弦电压精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载uab0t1t2t3t4t5t6t

8、71234567t8t989t1010t1111t1212t313t1414wt精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ b） spwm 等效电压图 3.6 用 spwm 电压等效正弦电压精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2 单极性 spwm对应于双极性spw,m假如在调制波的正半周期仅有正的电压脉冲,负半周 期仅有负的电压脉冲,就称为单极性spw；m单极性 spwm一般通过载波实现,详细有两种方式； 可以通过掌握信号进行相位参差得到,也可以通过两桥臂进行相位参差得到 11 ；为便利软件算法实现,本文通过两桥臂相位参差法得到；t1d1t3d3精品学习资料精选学习资料 - -

9、 - 欢迎下载vd/2navd/2i0负载b精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载t2d2t4d4图 3.7 单极性 spwm 主电路对主电路的 t1.t2 桥臂和 t3.t4 桥臂分别进行双极性spwm调制；两桥臂共精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载用一个三角载波,所不同的为t1 .t2 桥臂的调制波为vr ,而 t3.t4 桥臂的调制波精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载为vr ；t1.t2 桥臂和 t3.t4 桥臂的驱动信号的变化时刻即为图3.9所示载波与各自调制波的交点时刻；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vr+vc-+-1-vgvg1、t1

10、-1vg2、t2vgvg4、t4-1vg3、t3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 3.8 两桥臂相位参差法单极性spwm 驱动信号形成电路当vrvc 时,使 t1 导通, t2 截止, vanvd / 2 ,当vrvc 时,使 t1 截止, t2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载导通, vanvd/ 2 ；当vrvc 时,使 t3 截止,t4 导通, vbnvd/ 2 ,当vrvc精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载时,使 t3 导通, t4 截止, vbnvd/ 2 ；输出电压vabvanvbn ,从而 va

11、b 可能显现精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载三种情形,分别为t1.t4 同时导通时,vabvd；t2.t3 同时导通时,vabvd ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载t1.t3 同时导通或 t2 .t4 同时导通时, vab0 ；vcvr0wtt10wtt40wtvab0wt图 3.9 两桥臂相位参差法单极性spwm 输出电压波形精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vcma vrtctc/2b精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载0ef cwt-vr精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vab vd0kvctkwt精品学习资料精选学习资料

12、- - - 欢迎下载图 3.10 单极性 spwm脉波电压占空比及平均值图 3.10 显示了一个载波周期内的脉冲生成过程； 由图 3.10 知在每一个载波周期 tc 内产生了两个驱动脉冲, 在前.后半周期各产生了一个输出电压脉冲, 即产生了脉冲数倍频的成效,所以这种调制方式也被称为单级倍频 spwm调制；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载设图 3.10 中正弦调制波vr tvrm sinwr tvrm sin 2fr t ,幅值为vrm,频率为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载fr ,三角载波vc 幅值为 vcm ,频率为f

13、 c ；假设载波比很大,近似认为vr 在一个载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载波周期内大小不变；从而第k 个脉冲的占空比为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载dtkktc / 2tk / 2fctc / 4ecfbvreavcmvrmsinkvcm3.8精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载式中k 表示第 k 个脉冲中心点所对应的基波角度；半个载波周期内,输出电压的平均面积为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载tkvabvdvrm sinkvd3.9精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载tc / 2vcm精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载当载波比很高时,逆变器输出基波电压瞬时值为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vab1 tvrmvdvcmsin wr tmv dsin wr tv1msin wr t3.10精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载式中, v1m 为输出基波电压幅值,m 为调制比精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载mvrm vcmv1m vd3.11精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载式 3.11 说明,输出基波电压与调制波具有相同的频率和相位,所以转变调制波的频率和相位就可以转变输出基波电压的频率和相位；并且,输出基波电