摘要：正弦脉宽调制( spwm)与空间矢量脉宽调制(svpwm)都是目前常用的调制模式，被广泛应用于各种交流电机的调速系统中。空心杯电机，由于其便捷的控制特性，作为高性能的传动机构，代表了交流电机的发展方向之一。理论分析两种调制方法的特点，并通过分析试验条件，提出在开环变频的条件下对两种调制方法进行比较。摹于英飞凌xc164cm完成了软、硬件试验平台的建立，通过对空心杯电机进行变频调速来比较两种调制方法。试验结果表明，采用svpwm可以提高电源的利用效率，有效减小电机的脉振；在稳态时，对于同一种调制方式的线性调制比越大，相电流的幅值越大。

    关键词：空心杯电机；变频调速；线性调制比

    中图分类号：tm 301.2文献标识码：a文章编号：1673-6540(?010)04-0021-05

 

    在交流电机调速系统中，通过采用合适的脉宽调制(pwm)，一方面可以使电机对给定的控制信号作出准确快速的响应，另一方面可以减小电机的转矩脉动，提高电机的运行稳定性，并且拓宽电机的调速比。目前常用的调制模式有正弦脉宽调制( spwm)和空间矢量脉宽调制(svp—wm)两种。

    空心杯电机从结构￡可以分为有刷和无刷两类。有刷空心杯电机转子无铁心；而无刷空心杯电机，定子采用定子无齿槽结构，这种特殊结构近乎消除齿槽转矩，使转矩脉动大为减小。空心杯电机在高精度、宽调速范围伺服驱动得到越来越广泛的应用，作为高效率能量转换装置，代表了电动杌的发展方向之一。本文所采用的无刷空心杯电机从外特性上来看，可以等效为永磁同步电动机，而其等效的交直轴电感要远小于常规的永磁电动机。

  本文通过理论及试验条件分析，基于英飞凌xc164cm单片机，建立软、硬件试验平台，通过他控式变频调速系统对两种调制的性能进行比较。1spwm与svpwm原理比较

    一般pwm是将调制波与载波的波形进行比较，从而得到等高而不等宽的脉冲序列。spwm方式是使脉冲的宽度按照正弦规律变化，从而在效果上和正弦波等效，故要以正弦波为调制波。其原理图如图l所示。

   

  在数字系统中，一般按照规则采样法的原则来实现，如图2所示。

   

  设置角载波玑的幅值为1，正弦波调制信号为：

  

  则可由图2中相似三角形得到：

  可得取样时刻spwm的脉冲宽度为：

    当m>1时，比较器的输出处于饱和状态，此时，输出的基波分量幅值就不与调制函数(4)的值成比例关系，从而造成波形发生畸变，谐波成分增加。因此，当调制深度为1时，在星形连接的绕组中，相电压毗可以达到****值，为直流母线电压的一半udc/2。

    定义线性调制比为：

易见，在spwm模式下，****线性调制比为1。

    svpwm的基本思想，是通过8组三相电压式逆变桥的基本电压矢量(000、001、010、011、100、101、110、111，其中0表示上桥臂关断，l表示上桥臂导通）在静止α-β坐标系中来合成定子相电压矢量。

  将8组基本矢量按照开美管动作最小的顺序进行排列，其中u1-u6当于电机的输入端短路，则其基本矢量关系如图3所示。