SPWM技术的研究

0 引言

SPWM技术目前已经在实际中得到非常普遍的应用[1]。经过长期的发展，大致可分成电压SPWM，电流SPWM 和磁通SPWM，其中电压和电流SPWM 是从电源角度出发的SPWM，而电压空间矢量PWM则是从电动机角度出发的SPWM[2]。本文将介绍单相采样型电压SPWM波的生成和三相采样型电压SPWM波的生成方法。

1 单相SPWM波的生成

对称规则采样的数学模型非常简单，但是由于每个载波周期只采样一次，因此所形成的阶梯波与正弦的逼近程度仍存在较大的误差[3]。如果既在三角波的顶点对称轴位置采样，又在三角波的底点对称轴位置采样，也就是每个载波周期采样两次，这样所形成的阶梯波与正弦波的逼近程度会大大提高。不对称规则采样法生成的SPWM 波如图1所示。称其为不对称规则采样法。

由图1 可得，当在三角波的顶点对称轴位置t1时刻采样时，则有

当在三角波的底点对称轴位置t2时刻采样时，则有

将三角形相似关系式(3)代入式(1)和式(2)，得

不对称规则采样法的数学模型尽管略微复杂一些，但由于阶梯波更接近于正弦波，所以谐波分量的幅值更小，在实际中得到更多的使用[4]。以上是单相SPWM波生成的数学模型。

2 三相SPWM 波的生成

如要生成三相SPWM波，必须使用三条正弦波和同一条三角波求交点。三条正弦波相位差是2仔/3，即

3 结语

应当指出的是，优化后的SPWM波形并不意味着消除或减少了总的谐波能量，而只是改变了各次谐波的组成，由于低次谐波不易由滤波电路消除且对机电设备及外部线路造成的影响高于高次谐波，因此通常进行优化SPWM时，原则上都是尽量削弱低次谐波而由高次谐波承担总的谐波能量，再通过滤波电路将易于实现滤波的高次谐波消除。