spwm控制的基本原理

SPWM方法是目前比較成熟、應用比較廣泛的PWM方法。SPWM是基於取樣控制理論中的衝量等效原理（當衝量相等但形狀不同的窄脈衝作用於有慣性的環節時，效果基本相同）。PWM波形即SPWM波形，其脈寬按正弦規律變化，等效為正弦波，用於控制逆變電路中開關器件的通斷，使輸出脈衝電壓的面積等於相應區間內所需正弦波的面積。透過改變調製波的頻率和幅度，可以調節逆變器電路的輸出電壓的頻率和幅度。

當慣性環節中加入衝量相等但形狀不同的窄脈衝時，效果基本相同。基於這一結論，SPWM法利用脈寬按正弦規律變化且等效為正弦波的PWM波形來控制逆變電路中開關器件的通斷，使輸出脈衝電壓的面積等於相應區間內所需輸出正弦波的面積。透過改變調製波的頻率和幅度，可以調節逆變器電路的輸出電壓的頻率和幅度。

一個連續的函式可以用無窮多個離散的函式來近似或代替，所以可以設想用多個幅度不同的矩形脈衝波代替正弦波，在一個正弦半波上分割多個寬度相等幅度不等的波形

（假設分割的波形數為n=12）。如果每個矩形波的面積等於相應時間段內正弦波的面積，那麼這一系列矩形波的組合面積就等於正弦波的面積，具有等效的效果。為了提高等效精度，矩形波越多越好。顯然，矩形波的數量受到開關器件的允許開關頻率的限制。

一般變頻器使用的交

-DC-交變頻裝置中，前置整流器不可控，DC電源給逆變器提供恆幅。從這個角度出發，假設上述一系列等寬和不等寬的矩形波將被一系列等寬和不等寬的矩形脈衝波代替。只要每一個脈衝波的面積相等，就應該能夠實現與正弦波等效的功能，這就是所謂的正弦脈寬調製（spwm）波形。比如把一個正弦半波分成n等份（n=9），用一個面積相同的矩形脈衝代替正弦曲線和每個等份橫軸所圍成的面積。矩形脈衝的幅度是恆定的，每個脈衝的中點與正弦波的每個相等部分的中點重合，從而形成spwm波形。同樣，正弦波的負半周可以用同樣的方法等效為一系列負的脈衝波。這個正弦波的正負半周分別稱為單極性spwm with spwm波形相當於正脈衝和負脈衝。

在取樣控制理論中，有一個重要的結論

：在慣性環節中加入衝量相等但形狀不同的窄脈衝，效果基本相同。衝量是指窄脈衝的面積。基本相同的效果意味著各鏈路的輸出響應波形基本相同。如果對每個輸出波形進行傅立葉變換分析，其低頻特性非常接近，只有在高頻帶略有不同。這一結論是PWM控制的重要理論基礎。