资源说明:电力电子技术中所用到的SPWM采样方法有以下三种
1. 自然采样法
将基准正弦波与一个载波三角波相比较,由两者的交点决定出逆变器开关模式的方法。
2. 对称规则采样法
它由经过采样的正弦波(实质上是阶梯波)与三角波相交,由交点得出脉冲的宽度。这种方法只在三角波的顶点位置或底点位置对正弦波采样而形成阶梯波。此阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽在一个采样周期内的位置是对称的,故称为对称规则采样。
3. 不对称规则采样法
如果即在三角波的顶点位置又在底点位置对正弦波进行采样,由采样值形成阶梯波,则此阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽,在一个三角波的周期内的位置是不对称的,因此这样的方法称为不对称规则采样。这里采样周期 是三角波周期的1/2。
SPWM(脉宽调制)是一种广泛应用于电力电子设备,如逆变器和电机控制器中的技术,通过调整脉冲宽度来模拟正弦波形。它有效地控制了逆变器开关元件的导通和关断时间,以达到调节输出电压的目的。在SPWM中,有三种主要的采样方法:自然采样法、对称规则采样法和不对称规则采样法。
1. **自然采样法**:
自然采样法是最基本的SPWM方法,它通过比较基准正弦波和载波三角波的交点来决定逆变器开关的状态。这里的载波三角波的周期为,高度为,正弦波的幅度为,采样周期为,其中是正弦波的角频率。通过三角形相似关系,可以计算出正弦波与三角波交点间的脉冲宽度。然而,由于脉冲宽度与载波比和调幅比都有关,且涉及到超越函数,这种方法在实际应用中计算复杂,不适合微机控制系统。
2. **对称规则采样法**:
对称规则采样法简化了自然采样法的计算过程。它仅在三角波的顶点或底点对正弦波进行采样,生成的阶梯波与三角波交点确定的脉宽在一个采样周期内是对称的。在这种方法中,采样点的时刻只与载波比N有关,与调幅比M无关,使得计算更加简便。通过三角形相似关系,可以计算出脉冲宽度,该方法更适合计算机实现。
3. **不对称规则采样法**:
不对称规则采样法进一步改进了对称规则采样法,它同时在三角波的顶点和底点采样,使得生成的阶梯波更接近于正弦波。采样周期是三角波周期的一半,即。根据不同的采样点(顶点或底点),脉冲宽度的计算也会有所不同,但不再依赖于调幅比M,这降低了计算复杂性,并且在特定的载波比下,如N等于3或3的倍数时,可以显著减少甚至消除偶次谐波,提高逆变器输出的波形质量。
这三种采样方法各有优缺点,自然采样法虽然理论基础直观,但计算复杂;对称规则采样法简化了计算,适合数字控制;不对称规则采样法则在保持简单计算的同时,提高了输出波形的质量。在实际应用中,会根据系统需求和控制目标选择最适合的采样方法。
本源码包内暂不包含可直接显示的源代码文件,请下载源码包。