SPWM原理

在进行脉宽调制时,使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。当正弦值为最大值时,脉冲的宽度也最大,而脉冲间的间隔则最小,反之,当正弦值较小时,脉冲的宽度也小,而脉冲间的间隔则较大,这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小,称为正弦波脉宽调制。

SPWM原理基本信息

中文名称 SPWM原理 三相SPWM是 三相输出
应    用 电动机调速和阀门控制 双极性SPWM法 调制波和载波

电动机调速和阀门控制

(1)调制波和载波:曲线①是正弦调制波,其周期决定于需要的调频比kf,振幅值决定于ku,曲线②是采用等腰三角波的载波,其周期决定于载波频率,振幅不变,等于ku=1时正弦调制波的振幅值,每半周期内所有三角波的极性均相同(即单极性)。

调制波和载波的交点,决定了SPWM脉冲系列的宽度和脉冲的间隔宽度,每半周期内的脉冲系列也是单极性的。

(2)单极性调制的工作特点:每半个周期内,逆变桥同一桥臂的两个逆变器件中,只有一个器件按脉冲系列的规律时通时断地工作,另一个完全截止;而在另半个周期内,两个器件的工况正好相反,流经负载ZL的便是正、负交替的交变电流。

双极性SPWM法

(1)调制波和载波:

调制波仍为正弦波,其周期决定于kf,振幅决定于ku,中曲线①,载波为双极性的等腰三角波,其周期决定于载波频率,振幅不变,与ku=1时正弦波的振幅值相等。

调制波与载波的交点决定了逆变桥输出相电压的脉冲系列,此脉冲系列也是双极性的,但是,由相电压合成为线电压(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua)时,所得到的线电压脉冲系列却是单极性的。

(2)双极性调制的工作特点:逆变桥在工作时,同一桥臂的两个逆变器件总是按相电压脉冲系列的规律交替地导通和关断,毫不停息,而流过负载ZL的是按线电压规律变化的交变电流。

SPWM原理造价信息

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(1)必须实时地计算调制波(正弦波)和载波(三角波)的所有交点的时间坐标,根据计算结果,有序地向逆变桥中各逆变器件发出"通"和"断"的动作指令。

(2)调节频率时,一方面,调制波与载波的周期要同时改变(改变的规律本文不作介绍);另一方面,调制波的振幅要随频率而变,而载波的振幅则不变,所以,每次调节后,所有交点的时间坐标都必须重新计算。

要满足上述要求,只有在计算机技术取得长足进步的20世纪80年代才有可能,同时,又由于大规模集成电路的飞速发展,迄今,已经有能够产生满足要求的SPWM波形的专用集成电路了。

PWM的全称是Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制),它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。广泛的用于电动机调速和阀门控制,比如我们现在的电动车电机调速就是使用这种方式。

所谓SPWM,就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式,脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列,这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。它广泛的用于直流-交流(DC-AC)逆变器等,比如高级一些的UPS就是一个例子。三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出,在变频器领域被广泛的采用。

SPWM原理常见问题

  • SPWM逆变器的工作原理是什么?

    SPWM逆变器的工作原理•SPWM逆变器:其期望输出电压波形为正弦波的逆变器.•就目前的技术而言,还不能制造出功率大、体积小、输出波形如同正弦波发生器那样标准的可变频变压的逆变...

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SA8281型SPWM波发生器原理及在变频器中的应用

脉宽调制技术通过一定的规律控制开关元件的通断,来获得一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形,用以近似正弦电压波形。脉宽调制技术在逆变器中的应用对现代电力电子技术。现代调速系统的发展起到极大的促进作用。

近几年来,由于场控自关断器件的不断涌现,相应的高频SPWM(正弦脉宽调制)技术在电机调速中得到了广泛应用。SA8281是MITEL公司推出的一种用于三相SPWM波发生和控制的集成电路,它与微处理器接口方便,内置波形ROM及相应的控制逻辑,设置完成后可以独立产生三相PWM波形,只有当输出频率或幅值等需要改变时才需微处理器的干预,微处理器只用很少的时间控制它,因而有能力进行整个系统的检测。保护和控制等。基于SA8281和89C52的变频器具有电路简单。功能齐全。性能价格比高。可靠性好等优点。

SPWM原理文献

三相电压型SPWM逆变器的仿真 三相电压型SPWM逆变器的仿真

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为了缩短对大功率电子装置(如逆变电源)的研制周期和减少研制费用,借助计算机仿真技术,利用Matlab软件中Simulink和Power System Blochset建立了以IGBT(绝缘栅双极性晶体管)为开关器件具有数字PI调压功能的SPWM电压型逆变电源仿真模型,对其输出特性进行仿真,并利用傅里叶快速变换(FFT)分析工具对其仿真输出电压进行谐波分析。仿真模型分别考虑了主电路和控制器模型,较为精确地反映了实际情况,验证了此模型和仿真方法的正确性。最后应用到三相逆变器调速系统中,仿真结果显示其控制效果良好,完全符合实际电机控制的要求。

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变频器的三相桥式SPWM逆变电路 变频器的三相桥式SPWM逆变电路

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变频器的三相桥式SPWM逆变电路

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一个连续函数是可以用无限多个离散函数逼近或替代的,因而可以设想用多个不同幅值的矩形脉冲波来替代正弦波,在一个正弦半波上分割出多个等宽不等幅的波形(假设分出的波形数目n=12),如果每一个矩形波的面积都与相应时间段内正弦波的面积相等,则这一系列矩形波的合成面积就等于正弦波的面积,也即有等效的作用。为了提高等效的精度,矩形波的个数越多越好,显然,矩形波的数目受到开关器件允许开关频率的限制。 

在通用变频器采用的交-直-交变频装置中,前级整流器是不可控的,给逆变器供电的是直流电源,其幅值恒定。从这点出发,设想把上述一系列等宽不等幅的矩形波用一系列等幅不等宽的矩形脉冲波来替代,只要每个脉冲波的面积都相等,也应该能实现与正弦波等效的功能,称作正弦脉宽调制(spwm)波形。例如,把正弦半波分作n等分(n=9),把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替,矩形脉冲的幅值不变,各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合,这样就形成spwm波形。同样,正弦波的负半周也可用相同的方法与一系列负脉冲波等效。这种正弦波正、负半周分别用正、负脉冲等效的spwm波形称作单极式spwm。

SPWM具体应用

SA8281型SPWM波发生器原理及在变频器中的应用

脉宽调制技术通过一定的规律控制开关元件的通断,来获得一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形,用以近似正弦电压波形。脉宽调制技术在逆变器中的应用对现代电力电子技术以及现代调速系统的发展起到极大的促进作用。由于场控自关断器件的不断涌现,相应的高频SPWM(正弦脉宽调制)技术在电机调速中得到了广泛应用。SA8281是MITEL公司推出的一种用于三相SPWM波发生和控制的集成电路,它与微处理器接口方便,内置波形ROM及相应的控制逻辑,设置完成后可以独立产生三相PWM波形,只有当输出频率或幅值等需要改变时才需微处理器的干预,微处理器只用很少的时间控制它,因而有能力进行整个系统的检测。保护和控制等。基于SA8281和89C52的变频器具有电路简单。功能齐全。性能价格比高。可靠性好等优点。

SPWM单片机生成

市场上使用的很多单片机都有生成SPWM控制波形的功能,该生成波形外接驱动电路即可驱动功率桥,达到逆变的目的。应该说,只要具有PWM模块和定时器模块的单片机都可以完成此任务。

具体实现即首先将正弦表赋值给数组。然后PWM波形发生模块每个PWM周期进入中断,在ISR中按照正弦表更改PWM比较器的值,依次循环即可 。

大功率变流装置中,电力电子器件的开关频率较低,单个变流器难以得到较好的控制效果。组合变流器相移SPWM技术是为了解决该问题而提出的崭新技术。

组合变流器相移SPWM技术是变流器多重化技术和SPWM技术的有机结合。该技术在较低的器件开关频率下能够实现较高开关频率的效果。相移SPWM组合变流器是通过低频谐波的相互抵消提高等效开关频率,而不是将谐波简单地向高次推移。

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