Método de generación de señal de pulso SPWM

El método SPWM (PWM sinusoidal) es un método PWM relativamente maduro y ampliamente utilizado. La base teórica del método SPWM es: pulsos estrechos con impulsos iguales y diferentes formas producirán el mismo efecto cuando se agregan a un enlace con inercia. La forma de onda SPWM es equivalente a una onda sinusoidal cuyo ancho de pulso cambia según reglas sinusoidales, y es. Se utiliza para controlar circuitos inversores. El dispositivo de conmutación cambia cambiando la frecuencia y modulando la forma de onda de modo que el área del voltaje del pulso de salida sea igual al área de la forma de onda sinusoidal de salida requerida en el área correspondiente. Al cambiar la frecuencia y amplitud de la forma de onda de modulación, se puede ajustar la frecuencia y amplitud del voltaje de salida del circuito inversor.

El llamado SPWM se basa en el modo de pulso de modulación PWM, modulando el ciclo de trabajo temporal del ancho del pulso de acuerdo con la ley sinusoidal, de modo que la forma de onda de salida se convierte en una onda sinusoidal después del filtrado adecuado. Se utiliza ampliamente en inversores CC-CA, etc.; el UPS avanzado es un ejemplo. SPWM trifásico utiliza SPWM para simular la salida trifásica de la red eléctrica y se usa ampliamente en el campo de los convertidores de frecuencia.

El plan de implementación de este método es el siguiente.

1. Método de áreas iguales

Este esquema en realidad deduce directamente el principio del método SPWM, reemplazando la onda sinusoidal con el mismo número de secuencias de pulsos rectangulares de igual amplitud pero diferente ancho. Y luego calcule el ancho y el intervalo de cada pulso, almacene estos datos en la microcomputadora y genere una señal PWM a través de una tabla de búsqueda para controlar la apertura y el cierre del dispositivo de conmutación para lograr el propósito deseado. Dado que este método se basa en los principios básicos del control SPWM, puede calcular con precisión los momentos de encendido y apagado del dispositivo de conmutación y la forma de onda generada es muy cercana a una onda sinusoidal. Sin embargo, tiene desventajas como cálculos engorrosos y grandes. uso de memoria de los datos e incapacidad de controlarlos en tiempo real.

2. Método de modulación por hardware

El método de modulación por hardware se propone para resolver las deficiencias del tedioso cálculo del método de áreas iguales. Su principio es utilizar la forma de onda deseada como modulación. señal y acepta la señal de modulación como onda portadora, la forma de onda PWM requerida se obtiene modulando la forma de onda portadora. Normalmente se utiliza una onda triangular isósceles como onda portadora. Cuando la forma de onda de la señal de modulación es una onda sinusoidal, se obtiene la forma de onda SPWM. De hecho, el método es muy simple. Puede utilizar circuitos analógicos para formar un circuito generador de ondas portadoras de ondas triangulares y ondas moduladas sinusoidales. Utilice un comparador para determinar su punto de intersección y controlar el encendido y apagado del dispositivo en el punto de intersección. para generar ondas SPWM. Sin embargo, este tipo de circuito analógico tiene una estructura compleja y es difícil lograr un control preciso.

3. Método de generación de software

A medida que el desarrollo de la tecnología de microcomputadoras facilita la generación de formas de onda SPWM con software, surgió el método de generación de software. El método de generación de software en realidad utiliza software para implementar el método de modulación. Tiene dos algoritmos básicos: método de muestreo natural y método de muestreo regular.

(1) Método de muestreo natural

Utilice una onda sinusoidal como forma de onda de modulación y una onda triangular isósceles como forma de onda portadora para comparar, y controle el dispositivo de conmutación en el momento en que las dos formas de onda se cruzan naturalmente dentro y fuera, este es el método de muestreo natural. Su ventaja es que la forma de onda SPWM generada es la más cercana a una onda sinusoidal. Sin embargo, debido al punto de intersección arbitrario de la onda triangular y la onda sinusoidal, el centro del pulso no es equidistante en un ciclo. Por lo tanto, la expresión del ancho del pulso es una. ecuación trascendental, que es engorrosa de calcular y difícil de calcular en tiempo real.

(2) Método de muestreo regular

El método de muestreo regular es un método práctico de ingeniería ampliamente utilizado, que generalmente utiliza ondas triangulares como ondas portadoras. El principio es usar una onda triangular para muestrear una onda sinusoidal para obtener una onda escalonada, y luego usar la intersección de la onda escalonada y la onda triangular para controlar el encendido y apagado del dispositivo de conmutación en todo momento, logrando así el SPWM. método. Cuando una onda triangular solo muestrea una onda sinusoidal en su posición superior (o inferior), el ancho del pulso determinado por la intersección de la onda en escalera y la onda triangular es simétrico en posición dentro de un ciclo portador (es decir, el período de muestreo). método Se llama muestreo de reglas simétricas. Cuando se muestrea una onda sinusoidal cuando una onda triangular está tanto en su vértice como en su parte inferior, el ancho del pulso determinado por la intersección de la onda en escalera y la onda triangular generalmente no tiene la misma posición dentro de un ciclo portador (en este caso, dos veces el período de muestreo). Simétrico, este método se llama muestreo regular asimétrico.