一种新型软化SPWM波形合成方法及谐波分析

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一种新型软化SPWM波形合成方法及谐波分析

作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-24 9:29:07

为上升沿恰好处于谐振回零期间；为上升沿处于一个谐振波的前半周；为上升沿处于一个谐振波的后半周。
3 软化SPWM波形误差及谐波分析
下面以双极性调制SPWM波形生成算法为例来讨论软化SPWM波形生成法的波形误差，相移及谐波。
双极性SPWM波形等面积生成算法为^[5]

(1)

(2)

式中为第k个脉冲宽度；为1个载波周期内下管开通宽度的一半；为正弦调制波幅值；为直流母线电压；为正半周脉冲个数。第k个脉冲开通角和关断角分别为

(3)

(4)

双极性SPWM调制电压表达式为

(5)

由于输出电压波形正、负半周及其左右均对称，它是一个奇次函数，按傅氏级数展开

(6)

其中 (7)

取谐振回零时间为0.1倍的谐振周期，即。当采用文[4]中的方法，可导出合成SPWM波形电压表达式为

(8)

式中的计算方法为：首先计算，其中为整数，为小数。如果,；如果，。的计算方法与的相同。
当采用本文新型软化SPWM波形合成方法，则合成SPWM波形电压表达式为

(9)

式中和的计算方法为：将由式(3)和(4)求得的和分别减去，然后采用类似于式(8)中和的求法，即可求得和。
假设正弦波频率f=50Hz，U_m=240V，U_s=540V，取N=18，则载波频率f_c=1.8kHz，谐振频率取为f_r=20kHz。将采用文[4]中的软化方法合成的SPWM波形电压表达式(8)和本文提出的新型软化方法合成的SPWM波形电压表达式(9)分别代入式(6)计算其谐波系数，计算结果如表1所示，频谱图如图6和图7所示。由表1可知，新型软化方法合成的SPWM波形的基波电压(208.68V)比文[4]中软化方法合成的SPWM波形的基波电压(177.76V)提高了17.4%，低次谐波系数明显地减小，其电压波形畸变率分别为0.804和1.063。新型软化方法的输出基波电压增大，谐波电压减小，波形畸变小，且最大相移1/2wT_r比文[4]中的方法最大相移减少了一半。由式(9)可知，本文的软化SPWM波形合成方法很容易由单片机通过计算实现。