1、一、正弦波脈寬調制1、正弦脈寬調制法（SPWM）：是將每一正弦周期內的多個脈沖作自然或規則的寬度調制，使其依次調制出相當于正弦函數值的相位角和面積等效于正弦波的脈沖序列，形成等幅不等寬的正弦化電流輸出。其中每周基波（正弦調制波）與所含調制輸出的脈沖總數之比即為載波比。2、正弦脈寬調制原理（以單相為例）：以正弦波作為逆變器輸出的期望波形，以頻率比期望波高得多的等腰三角波作為載波（Carrier wave），并用頻率和期望波相同的正弦波作為調制波（Modulation wave），當調制波與載波相交時，由它們的交點確定逆變器開關器件的通斷時刻，從而獲得在正弦調制波的半個周期內呈兩邊窄中間寬的一系列

2、等幅不等寬的矩形波。矩形波的面積按正弦規率變化。這種調制方法稱作正弦波脈寬調制（Sinusoidal pulse width modulation，簡稱SPWM），這種序列的矩形波稱作SPWM波。圖1 SPWM調制原理等效原理：如圖1所示，把正弦分成 n 等分，每一區間的面積用與其相等的等幅不等寬的矩形面積代替，正弦的正負半周均如此處理。3、SPWM控制方式：SPWM控制技術有單極性控制和雙極性控制兩種方式。如果在正弦調制波的半個周期內，三角載波只在正或負的一種極性范圍內變化，所得的SPWM波也只處于一個極性的范圍內，叫做單極性控制方式。如果在正弦調制波的半個周期內，三角載波在正負極性之間連續

3、變化，則SPWM波也在正負之間變化，叫作雙極性控制方式。4、正弦脈寬調制的特點是脈寬調制是以逆變器的功率器件的快速而有規律的開關，形成一系列有規則的矩形方波，以和期望的控制電壓等效。其特點是基波分量大，2N-1次以下諧波得到有效的擬制，輸出電流接近正弦波。二、交流電動機動態數學模型：1、交流電機數學模型的性質：(1)、多變量，強耦合(如圖2) 輸入變量：電壓（或電流），頻率 輸出變量: 轉速、磁通（2）、有兩個變量的乘積項。數學模型是非線性的。（3）三相異步電機定子有三個繞組，轉子也可等效為三個繞組，每個繞組產生磁通時都有自己的電磁慣性，再算上運動系統的機電慣性，和轉速與轉角的積分關系，即使不

4、考慮變頻裝置的滯后因素，也是一個八階系統。A1A2Usw1(Is)wF圖2 異步電機的多變量、強耦合模型結構 （2）、有兩個變量的乘積項。數學模型是非線性的。（3）三相異步電機定子有三個繞組，轉子也可等效為三個繞組，每個繞組產生磁通時都有自己的電磁慣性，再算上運動系統的機電慣性，和轉速與轉角的積分關系，即使不考慮變頻裝置的滯后因素，也是一個八階系統。2、三相異步電機的動態數學模型：三相異步電機的動態模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統。電機方程 3、等效的兩相交流電機繞組：以產生同樣的旋轉磁動勢為準則，兩相繞組可以和三相繞組彼此等效。或者說，在三相坐標系下的 iA、iB 、iC，在兩相坐

5、標系下的 id、iq 是等效的，它們能產生相同的旋轉磁動勢。aaaabaia1 圖3 兩相交流繞組 特別是：就 M、T 兩個繞組而言，當觀察者站在地面看上去，它們是與三相交流繞組等效的旋轉直流繞組；如果跳到旋轉著的鐵心上看，它們就的的確確是一個直流電機模型了。這樣，通過坐標系的變換，可以找到與交流三相繞組等效的直流電機模型。4、三相-兩相變換（3/2變換）：在三相靜止繞組A、B、C和兩相靜止繞組a、b 之間的變換，或稱三相靜止坐標系和兩相靜止坐標系間的變換，簡稱 3/2 變換。 下圖中繪出了 A、B、C 和 a、b 兩個坐標系，為方便起見，取 A 軸和 a 軸重合。設三相繞組每相有效匝數為N3

6、，兩相繞組每相有效匝數為N2，各相磁動勢為有效匝數與電流的乘積，其空間矢量均位于有關相的坐標軸上。由于交流磁動勢的大小隨時間在變化著，圖中磁動勢矢量的長度是隨意的。（1）三相和兩相坐標系與繞組磁動勢的空間矢量 AN2iaN3iAabN3iCN3iBN2i60o60oCB 圖4 設磁動勢波形是正弦分布的，當三相總磁動勢與二相總磁動勢相等時，兩套繞組瞬時磁動勢在 a、b 軸上的投影都應相等， 寫成矩陣形式，得（2）、三相兩相坐標系的變換矩陣令 C3/2 表示從三相坐標系變換到兩相坐標系的變換矩陣，則 正弦波脈寬調制(SPWM)原理小談本文來自：我愛研發網(52RD.com) - R&D大本

7、營1、QPWM的概念 在進行脈寬調制時，使脈沖系列的占空比按正弦規律來安排。當正弦值為最大值時，脈沖的寬度也最大，而脈沖間的間隔則最小，反之，當正弦值較小時，脈沖的寬度也小，而脈沖間的間隔則較大，這樣的電壓脈沖系列可以使負載電流中的高次諧波成分大為減小，稱為正弦波脈寬調制。 SPWM脈沖系列中，各脈沖的寬度以及相互間的間隔寬度是由正弦波(基準波或調制波)和等腰三角波(載波)的交點來決定的。具體方法如后所述。 2、單極性SPWM法 (1)調制波和載波：曲線是正弦調制波，其周期決定于需要的調頻比kf，振幅值決定于ku,曲線是采用等腰三角波的載波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，等于ku=1時正弦調

8、制波的振幅值，每半周期內所有三角波的極性均相同(即單極性)。 調制波和載波的交點，決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖音的間隔寬度，每半周期內的脈沖系列也是單極性的。 (2)單極性調制的工作特點：每半個周期內，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律時通時通時斷地工作，另一個完全截止；而在另半個周期內，兩個器件的工況正好相反，流經負載ZL的便是正、負交替的交變電流。 3、雙極性SPWM法 (1)調制波和載波： 調制波仍為正弦波，其周期決定于kf，振幅決定于ku,中曲線，載波為雙極性的等腰三角波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，與ku=1時正弦波的振幅值相等。 調制波與載波的交

9、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，但是，由相電壓合成為線電壓(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua)時，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。 (2)雙極性調制的工作特點：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律交替地導通和關斷，毫不停息，而流過負載ZL的是按線電壓規律變化的交變電流。 4、實施SPWM的基本要求 (1)必須實時地計算調制波(正弦波)和載波(三角波)的所有交點的時間坐標，根據計算結果，有序地向逆變橋中各逆變器件發出“通”和“斷”的動作指令。 (2)調節頻率時，一方面，調制波與載波的周期要同時改變(改變的規律本文不作介紹)；另一方面，調制波的振幅要隨頻率而變，而載波的振幅則不變，所