g wt
2.1 电压正弦PWM法
其中： ab / N fg Urm sini ,eg Ucm
脉冲宽度可近似等于 cd ，即
i
cd
Urm
N Ucm
sin i
N
M
sin i
M Urm U cm
为调制系数（调制比）
输出电压基波幅值为
U1m
M
Ud N
N i 1
sin(
2i 1g
2N
)
sin(i
2.1 电压正弦PWM法
按查表法或实时计算法所得的脉冲数都送入定 时器，利用定时中断向接口电路送出相应的高、 低电平，以实时产生SPWM波形的一系列脉冲。
toff
toff,
tpu
SPWM波可在CPU的支持下，由二个定时器及相应的 接口电路完成。一个定时器T1完成采样周期（一个三角波周
第2章 交流调速的脉宽调制（PWM）技术
利用微处理器实现的PWM技术数字化后，PWM 技术不断优化和翻新：
电压波形正弦
效率最优
电流波形正弦 磁通波形正弦
转矩脉动最小 消除谐波噪声
第2章 交流调速的脉宽调制（PWM）技术
PWM意义：
及时、准确地实现变压变频控制要求
抑制逆变器输出电压或电流中的谐波分量
根据脉冲电压对三角载波 的对称性，可得
t2
TC 2
(1
M
sin1te )
t1
t3
1 2
(TC
t
）
2
2.1 电压正弦PWM法
不对称规则采样
AB
t2 t1
toff tpu
TC
UM
toff
TC 2
(1 M sin1t1)
t
ton
1 2
(TC
toff）
TC 2
(1
M
sin 1t1)
toff,
toff
TC 2
2.1 电压正弦PWM法
3、SPWM信号的调制方式
（1）同步调制
载波比为常数
正、负半波始终保持对称 三相输出波形间具有互差120度的对称关系 低频时，间距增大，谐波增加
2.1 电压正弦PWM法
（2）异步调制
保持三角载 波频率不变
矩形脉冲数可随输出频率的降低而 增加相应，改善低频工作的特性。
载波会随输出频率的降低而连续变化 时，使逆变器输出电压的波形及其相 位都发生变化，很难保持三相输出间 的对称关系，因而引起电动机工作的 不平稳。
(1
M
sin 1t2 )
t
ton
1 2
(TC
t off
）
TC 2
(1
M
sin 1t2 )
t pu
ton
ton
TC 2
1
M
sin 1t1
sin1t2
2.1 电压正弦PWM法
在数字控制中用计算机产生SPWM波形正是基于上述的 采样原理和计算公式。具体计算方法可以分为以下两种：
实时计算法： 查表法：
)
2.1 电压正弦PWM法
U1m
M
Ud N
N i 1
sin(
2i 1g
2N
)
sin(i
)
由上式可知，输出电压基波幅值直接与调制系数m成 正比。且分析结果表明（p26)，随着半周期脉冲N的增加， 较低次谐波迅速减少，7次以下谐波基本消除。当N大于等 于9时，13次谐波小于基波的百分之一，但17次和19次谐波 仍可以达到7.24%，需要加以滤波。（一般三相异步电动机 无中线，3的整数倍谐波可以不予考虑）
2.1 电压正弦PWM法
4.正弦脉宽调制法的微机算法
要准确生成SPWM波形，就得尽量准确的计算功率期间 的导通时刻和关断时刻。对于微型计算机来说，时间的 计算可由软件实现，时间的控制可通过定时器等来完 成，实现比较方便。
2.1 电压正弦PWM法
对称规则采样
E AB
te
t1 t2
TC
UM
t t3
t
指参加三角载波和正弦参考信号 极性不变（如图）
（2）双极性三角波调制
指三角载波和正弦参考信号 是具有正负极变化的信号（如图）
2.1 电压正弦PWM法
单极性三角波调制法的脉宽计算
i

N
i
1 2
N
2i 1
2N
aeb
uiM UMm sini
f
cd
abg @cdg, aeg : cfg,
cd ab gfg eg
第2章 PWM技术
第2章 交流调速的脉宽调制（PWM）技术
电压正弦PWM法 PWM模式的优化 电流正弦PWM法 电压空间矢量PWM技术 PWM控制性能指标
第2章 交流调速的脉宽调制（PWM）技术
脉宽调制（Pulse Width Modulation—— PWM）技术是指利用全控型电力电子器件的导 通和关断把电压变成一定形状的电压脉冲，实现 变压、变频控制并且消除谐波的技术，简称 PWM。
2.1 电压正弦PWM法
（3）分段同步调制
逆变器整个变频范围划分成若干个频段，在每个频 段内都维持载波比N恒定，对不同频段取不同的N值，频 率低时取N值大些，一般按等比级数安排。
调制波频率 载波比 fr（HZ) N
32～62 18
16～31 36
8～15
72
4～7·5
144
载波频率 fc(HZ)
576～1116 576～1116 576～1080 576～1080
降低或消除转矩脉动
这样给电机带来 什么好处呢？
提高电机的效率 扩大调速范围
2.1 电压正弦PWM法
1、电压正弦波脉宽调制法
顾名思义，电压SPWM技术就是希望逆变器输出电压 是正弦波形，其含义是通过脉冲宽度（脉冲占空比）来调 节平均电压的方法。
交－直－交电压型逆变器
2.1 电压正弦PWM法
（1）电压正弦波脉宽调制的基本思想
存正弦函数，与实时M值进行计算
t2
TC 2
(1
M
sin1te )
t1
t3
1 2
(TC
t
）
2
存 M sin1te，再查表
t2
TC 2
(1
M
sin1te )
t1
t3
1 2
(TC
t
）
2
2.1 电压正弦PWM法
对于开环控制系统，在某一给定转速下其调制 度M与频率都有确定值，所以宜采用查表法。对于 闭环控制的调速系统，在系统运行中调制度M值须 随时被调节，用实施计算法更为适宜。
波信号峰值之比，即
m UMm
UCm
2.1电压正弦PWM法
（2）电压正弦波脉宽调制法的工作原理
改变参考信号的幅值 改变参考信号的频率
脉冲等幅，调宽，面 积与正弦波面积成正
比
输出电压基波幅值随之改变
输出电压的频率随之改变
2.1 电压正弦PWM法
2.电压正弦波脉宽调制信号生成方法
（1）单极性三角波调制
把电压正弦半波分为N等分，然后把每一份的正 弦曲线与横线所包围的面积都用一个与此面积相等的 等高矩形脉冲来代替。
2.1电压正弦PWM法
实用的方法是采用“调制”的方法：
正弦参考波
三角载波
载波频率fc与参考波频率fm之比，用NCM表示，即
NCM
fC fM
调制度m定义为调制信号（参考电压）峰值与三角载