,因而引起电机工作不平稳。
(3)混合调制
混合调制综合了上面两种方法的优点,把整个变频范围划分为若干频段,在每个频段内都维持载波比 N 恒定,而对不同的频段取不同的 N 值,频率低时,N 取大些,一般大致按等比级数安排。
产生 SPWM 调制信号主要有三种方法:
(1)采用分立元件的模拟电路法,缺点是精度低、稳定性差、实现过程复杂以及调节不方便等,该方法目前基本不用。
(2)采用专用集成电路芯片产生 SPWM 信号,如常用的 HE4752 芯片等 这些芯片的应用使变流器的控制系统得以简化,但由于这些芯片本身的功能存在不足之处,致使它们的应用受到限制
[4]
。
(3)单片机数字编程法,其中高档单片机将 SPWM 信号发生器集成在单片机内,使单片机和 SPWM 信号发生器容为一体,从而较好地解决了波形精度低、稳定性差、电路复杂、不易控制等问题,并且可以产生多种 SPWM 波形,实现各种控制算法和波形优化, Intel 公司推出的 16 位单片机 8XC196MC 就是这样一种具有高性能的特别适用于 PWM 控制技术的单片机。
其中SPWM 的数字控制有自然采样法和规则采样法两种,其中自然采样法计算比较复杂,不适合用计算机进行控制,一般采用规则采样法,具体的原理如下所述:
图2-7所示为规则采样 I 法。它是在三角波每一周期的正峰值时找到
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正弦调制波上的对应点,即图中 D 点,求得电压值ucd 。用此电压值对三角波进行采样,得 A、B 两点。就认为他们是 SPWM 波形中脉冲的生成时刻,A、B 之间就是脉宽时间t2。规则采样 I 法的计算显然比自然采样法简单,但从图中可以看出,所得的脉冲宽度将明显的偏小,从而造成较大的控制误差。这是由于采样电压水平线与三角载波的交点都处于正弦调制波的同一侧造成的。
为了减小误差,可对采样时刻作另外的选择,这就是图2-7所示的规则采样 II法。图中仍在三角载波的固定时刻找到正弦调制波上的采样电压值,但所取的不是三角载波的正峰值,而是其负峰值,得图中 E 点,采样电压为uce。在三角载波上由uce水平线截得 A、B 两点,从而确定了脉宽时间。由于 A、B 两点坐落在正弦调制波的两侧,因此,减少了脉宽生成误差,所得的 SPWM 波形也就更准确了。
由图可以看出,规则采样法的实质是用阶梯波代替正弦波,从而简化了算法。只要载波比足够大,不同的阶梯波都很逼近正弦波,所造成的误差就可以忽略不计了。
在规则采样法中,三角载波每个周期的采样时刻都是确定的,都在正峰值或负峰值处,不必作图就可计算出相应时刻的正弦波值,因而脉宽时间和间歇时间可以很容易计算出来。由图可得规则采样法 II 的计算公式:
(2-4)
(2-5)
若变频调速系统用于三相异步电动机调速还应形成三相的 SPWM 波
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形。即使三相正弦调制波在时间上互差2π /3,而三角载波是共用的,这样就可在同一个三角载波周期内获得图5 中所示的三相 SPWM 脉冲波形。在图2-8 中,每相的脉宽时间ta 、tb 和tc 都可用公式计算:
图2-7 生成SPWM波形的规则采样法
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图2-8 三相SPWM波形
即:
(2-6)
三相脉宽时间的总和为:
(2-7)
三相间歇时间总和为:
(2-8)
在数字控制中用计算机实时产生 SPWM 波形就是基于上述的采样原理和计算公式。
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2.1.1 ××××××
×××××??(正文) (空一行) 2.1.2 ××××××
图必须有编号和标题,在图下方,用五号楷体居中,图表皆按照章的顺序编号。如第二章第一图编号为图2-1
图2-1 ××××××
表居中排版,在表上方必须加表的标注,用五号楷体居中,表中文字为五号宋体,居中,如第二章第一表编号为表2-1