PWM、SPWM、SVPWM的个人理解

PWM:脉冲宽度调制,即通过改变脉冲宽度的占空比,调节输出量与波形,有
刷直流电机调速,基本上都采用PWM方式;
SPWM:正弦脉冲宽度调制,即按照等效面积原理,将正弦波等效成一组按照正弦规律变化的等幅不等宽的脉冲信号;常用于正弦逆变电源,MCU提供SPWM信号,经过MOS管驱动电路,将控制逆变主电路。我们可以控制载波的频率,修改输出PWM的频率;控制调制波的幅值,可以调节输出正弦交流电的幅值;控制调制波的频率,就可以调节交流电的频率;这样一个简易的变频器就出来了;反馈控制:当然是经典的PID了,在逆变主电路的下桥臂增加电流采样电阻(三电阻采样)搭建出电流环(不计成本的可以考虑霍尔元件采样电流);
但是SPWM是从逆变电源的角度出发,如果要用在电机调速上,还有一个更好的控制方式,
SVPWM:空间矢量PWM(跟SPWM没什么关系,只是缩写很像而已;人家的全称差距很大的,SPWM:SIN Pulse Width Modulation;SVPWM:Space Vector Pulse Width Modulation;看到了吧)SVPWM不同于SPWM,仅仅把逆变器作为研究对象,SVPWM是把逆变器和电机看做一个整体进行调节控制,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态,并依据电机磁链和电压的关系,从而实现对电动机恒磁通变压变频调速;
SVPWM的基本实现流程:图中是根据原理和网上资料搭建的Simulink模型,Park逆变换之前的先不说;可以看到SVPWM是由三相电流信号经过一些处理得到两个值,根据这两个值进行扇区判断(SVPWM基本原理,自行百度,网上多的很)---->在计算矢量作用时间---->将得到的时间转换成适合的值,传递给MCU的比较寄存器(STM32、F28335都有这个寄存器,STM32的在定时器中;F28335在ePWM模块中;这个寄存器决定PWM的占空比)---->根据每个MCU的PWM都带有互补死区的特性,就得到三相六拍PWM信号;这些PWM的变化规律,来自于电机的运转中各个因素进行反馈控制。
PWM、SPWM、SVPWM的个人理解_第1张图片之前说了SVPWM的时候,提到其跟电机的三相电流有关,其经过一系列变换得到可以进行扇区判定的值;这一些变换是Clark、Park(逆)变化,具体缘由自行百度,网上多得很;下图主要提供了扇区判断的转换公式以及根据所在扇区所要保持的时间计算公式。
PWM、SPWM、SVPWM的个人理解_第2张图片

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