基于CPLD/FPGA的三相SPWM波形發(fā)生器的設計與實現(xiàn)
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用三相交流異步電動機,其調速比直流電機相對復雜。三相交流異步電動機的調速技術主要采用交-直-交變頻調速技術。有V/F 控制變頻調速和更高性能的矢量控制調速。交-直-交V/F 控制變頻調速技術的核心采用了正弦波脈寬調制(SPWM)技術,通過改變SPWM 的調制正弦波的頻率和電壓實現(xiàn)電機的變頻調速。研究如何利用大規(guī)??删幊唐骷﨏PLD/FPGA 產(chǎn)生SPWM 具有重要意義。
1 正弦波脈寬調制(SPWM)
SPWM 就是在對一個正弦波進行脈寬調制時,使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來排列。當正弦值為最大值時,脈沖的寬度也最大,而脈沖間的間隔則最小。反之,當正弦值較小時,脈沖的寬度也較小,而脈沖間的間隔則較大,如下頁圖1 所示。
圖1 正弦波脈寬調制(SPWM)示意圖。
生成SPWM 的方法有多種,本文介紹對稱規(guī)則采樣法生成SPWM[2].以正弦波作為調制信號,用頻率比正弦波高得多的三角波作載波,調制波和載波的交點決定SPWM 的脈沖寬度。
如圖2 所示,調制信號為正弦波U t M sinω ,電壓峰值為M U ,載波信號三角波的電壓峰值為S U ,周期為Tc ,并設定在每個三角波周期中只對正弦波采樣一次,如在1 t 時刻對正弦波進行采樣,通過采樣點作平行于時間軸的水平線,在周期Tc 內與三角波的交點為E 和F 點,EF 即為SPWM 的導通時間1 2 on on t = t ,SPWM 的截止時間為1 2 off C on off t = T ? t = t ,由圖2 可以得到:
由于三角形ABE 和三角形ACD 相似,得:
解式(2),得到a 值,并代入式(1)得:
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參考文獻:[1].Tc datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/Tc+_2043278.html.