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资源说明：【实验报告MATLAB simulink】以频率与期望的输出电压波相同的正弦波作为调制波(Modulation Wave),以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波(Carrier Wave),当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得幅值相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列，这种调制方法称做正弦波脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation, SPWM) 。
【交流SPWM调速技术详解】
正弦波脉宽调制（SPWM）是一种广泛应用的电机调速技术，尤其在交流电机控制中占有重要地位。SPWM的核心是通过调制波和载波的相互作用来生成一系列幅值相等、宽度按照正弦规律变化的脉冲，以此来模拟期望的正弦输出电压。这种调制方法的优势在于能够有效地减少谐波含量，提高逆变器的效率和电机运行的平稳性。
在SPWM调速系统中，调制波通常是一个期望输出电压的正弦波，其频率与电机所需的速度相对应。载波则是一个高频的等腰三角波，其频率远高于调制波。当调制波与载波相交时，根据它们的交点，可以确定逆变器开关器件的开通和关断时刻，从而形成一系列脉冲宽度按正弦规律变化的脉冲序列。这种方法被称为“自然采样法”。
PWM控制有两种主要类型：单极性和双极性。在双极性控制中，三相输出电压有八种可能的状态，每个状态对应着开关器件SA、SB、SC的导通状态。双极性SPWM的输出电压包含了电动机三相电压uA、uB、uC相对于电源中性点O'的电压，以及电动机中性点O相对于电源中性点的电压u0。由于uA+uB+uC不等于零，因此O'和O的电位不同。
在实际应用中，为了生成SPWM波形，可以使用硬件电路，包括正弦波发生器、三角波发生器和比较器。然而，软件实现更为灵活，尽管计算较为复杂，可以通过“规则采样法”进行简化。随着技术的发展，已经出现了专门用于SPWM信号生成的集成电路芯片，以及集成有死区控制的PWM功能的微机芯片，这些都极大地简化了SPWM系统的构建和操作。
当调制度等于1时，输出相电压的基波幅值为Ud，而线电压的基波幅值为√3/2Ud，直流电压的利用率约为0.866。通过提高调制度，可以提升直流电压的利用率，但可能导致输出波形失真，增加谐波成分。为了优化这一点，可以采用电压空间矢量PWM（SVPWM）或三次谐波注入法，以进一步提高直流电压的利用率并降低谐波影响。
在实验环境中，使用MATLAB Simulink进行电机仿真是验证和理解SPWM调速技术的有效手段。实验数据和结果分析有助于深入理解电机的输出波形和性能指标，例如转速、电磁扭矩和相电压等。通过这样的实验，学生能够直观地了解SPWM的工作原理，增强对交流电机调速方法的理解，并为进一步的电机控制系统设计打下坚实的基础。
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