【文章內(nèi)容簡介】 調(diào)制波形如圖 25a)所示。曲線 1是正弦調(diào)制波um，其周期決定于所需要的調(diào)制比 kf。曲線 2是采用等腰三角波的載波 uc，其周期決定于載波頻率，振幅不變，等于 ?uk 1時正弦調(diào)制波的振幅值 .每半周期內(nèi)所有三角波的極性均相同，都是單極性。 調(diào)制波和載波的交點，決定了 SPWM脈沖系列的寬度和脈沖間的間隔寬度，所得的脈沖系列如圖 25a)中的 uc所示 .由圖知，每半周期內(nèi)的脈沖系列也是 單極性的。 單極性調(diào)制的工作特點是 :每半個周期內(nèi)，逆變橋同一橋臂的兩個逆變器件中，只有一個器件按脈沖系列的規(guī)律時通時斷的工作，另一個完全截至 。而在另半個周期內(nèi)，兩個器件的工況正好相反。流經(jīng)負載的便是正、負交替的交變電流（如圖 2— 5b)所示。 cu 1 2 信息工程 系 課程設計（論文） 8 0 Gu wt 0 wt 圖 23a 單極性 SPWM調(diào)制圖 圖 23b 單極性調(diào)制的工作特點圖 雙極性 SPWM 法 上述的單極性 SPWM 逆變器主電路每相只有一個開關器件反復通斷。如果讓同一橋臂上、下兩個開關器件交替地導通與關斷，則輸出脈沖在“正”和“負”之間變化，就得到了雙極性的 SPWM波形。 雙極性 SPWM法 的調(diào)制波 u仍為正弦波，其周期決定于今，振幅決定于氣，如圖24a)中的曲線 2載波 uc為雙極性的等腰三角形，其周期決定于載波頻率，振幅不變，等于 k=1時正弦調(diào)制波振幅值。 調(diào)制波與載波的交點決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的，如圖 24b)所示。但是，由相電壓合成為線電壓時，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的，如圖 24c) 所示。 雙極性調(diào)制的工作特點是 :逆變橋在工作時，同一橋臂的兩個逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)律交替地導通和關斷，毫不停息。而流過負載凡的是按線電壓規(guī)律變 化的交變電流，如圖 24 d)所示。 A) cu 1 Au 2 Bu wt 信息工程 系 課程設計（論文） 9 B) Au wt C) wt ABu D) wt 信息工程 系 課程設計（論文） 10 1V ZL ZL 2V 圖 2— 4 雙極性 SPWM調(diào)制圖 (1)SPWM的模擬控制 原始的 SPWM是由模擬 控制來實現(xiàn)的。圖 27是 SPWM模擬控制電路原理框圖。三相對稱的參考正弦電壓調(diào)制信號 rau ， rbu ， rcu 由參考信號發(fā)生器 供，其頻率和幅值都是可調(diào)的。三角載波信號 tu 由三角波發(fā)生器提供，各相共用。它分別與每相調(diào)制信號在比較器上進行比較，給出正或零的飽和輸出，產(chǎn)生 SPWM脈信息工程 系 課程設計（論文） 11 沖序列波 dau ， dbu ， dcu ，作為變壓變頻器功率開關器件的驅(qū)動信號。 dau dcu 圖 27 SPWM 波模擬控制電路 (2) SPWM的數(shù)字控制 數(shù)字控制是 SPWM目前常用的控制方法?？梢圆捎梦C存儲預先計算好的 SPWM數(shù)據(jù)表格，控制時根據(jù)指令調(diào)出 ?；蛘咄ㄟ^軟件實時生成 SPWM波形 。也可以采用大規(guī)模集成電路專用芯片產(chǎn)生 SPWM信號。 隨著微電子技術的發(fā)展，開發(fā)出一些專門用于發(fā)生控制信號的集成電路芯片，配合微處理器進行控件生成 SPWM信號方便得多。國內(nèi)制的電動機微機控制系統(tǒng)，大多采用 8031, 8098等。由于這些芯片并非為電動機控制設計的，為了實現(xiàn)電動機控制的某些功能，不得不增加較多的外器件必須以多片集成電路方能構成完整的控制系統(tǒng)。 三 變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件實現(xiàn) 該系統(tǒng)以單片機為核心，采用新型三相 SPWM專用芯片 80C196MC組成的三相脈寬調(diào)制逆變器控制電路組成性能良好的新型全數(shù)字化逆變器調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有不僅需少量的外圍元件，而且無需繁雜的軟件編程等優(yōu)點。 本系統(tǒng)主要由主電路、驅(qū)動電路、控制電路以及保護電路構成。其結構框圖如圖 37a, b, c，其中控制電路原理圖見附錄。 參考信號 發(fā)生器 三角波發(fā)生器 驅(qū)動 V1V6 SPWM 波形 鍵盤顯示電路 8279 外部擴展存儲器 信息工程 系 課程設計（論文） 12 a控制電路框圖 b驅(qū)動電路框圖 C主電路方框圖 圖 31 硬件電路方框圖 控制電路以 80C196MC為核心，輸出六路互補 SPWM波形，輸入和電位器模擬輸入兩種輸入方式，可以用鍵盤數(shù)字電流檢測以及測速碼盤的接入口在控制電路中全都預留有接口。 主電路是交一直一交電壓源型，單相 220V工頻交流供電，采用不可控的二極管整流橋，大電容濾波，采用大功率晶體管 IGBT作為輸出 SPWM波形的開關器件。目 前的大功率開關器件都是以集成的大功率場效應管 IGBT為主流，另外系統(tǒng)中設置了保護電路，包括過壓、過流的保護等。主電路如圖 32所示。 80C196MC 單片機 模擬輸入 檢測電流預留口 SPWM 輸出 保護電路輸入口 直流電源 晶體管放大電路 光電隔離電路