SPWM及SVPWM的研究与DSP实现(8)

图63 载波比为100（频率设置为30Hz）

（3）当分段同步调制时，在不同的速度下，观测载波比变化对定子磁通轨迹的影响；按照（2）中步骤修改调制方式为“分段同步调制”。此时系统设定为1Hz＜f＜25Hz，为低频状态，该频率段系统将以异步方式运行；当f >25Hz时，系统以同步方式运行。观测并记录启动时电机定子电流和电机速度波形iV?f(t)与n?f(t)。在上位机界面中设定一种电机运行状态（以异步方式启动，同步方式在小载波比的条件下可能不能正常启动）。使用“电机运行”按钮是电机停止旋转，使用“数据保存”按钮启动数据保存。然后点击“电机停止”使电机快速启动，观察并记录启动时电机定子电路和转速的变化过程。当电机完成启动后，点击“停止保存”，停止数据的保存。 观测并记录突加与突减负载时的电机定子电流和电机速度波形iV?f(t)与

n?f(t)。当变频器供电至电机运行至稳定状态，使用前面板中“数据保存”功

能，快速增加（减小）负载用发电机的负载，观测并记录该过程中转速及定子电流的波形。转速由742r/min突加负载变为503r/min定子电流情况如图64、65所示。

图64 转速为742r/min

图65 转速为503r/min

观测低频补偿程度改变对系统性能的影响。

（1）从“低频补偿方式”中选择不同的补偿曲线，（“无补偿”即无低频补偿；补偿方式一指以电源频率为低频段，此时补偿电压为21.5V；补偿方式二指以电源频率为1-10Hz时为低频段，此时补偿电压为43V）。实验结果如图66、67、68所示。

图66 无补偿方式

图67 补偿方式一

图68 补偿方式二

（2）设定低频频率，观察不同的低频补偿方式下，电机启动过程的区别。选定低频频率为20Hz，实验结果如图69、70、71所示。

图69 无补偿方式启动过程（低频频率20Hz）

图70 补偿方式一启动过程（低频频率20Hz）

图71 补偿方式二启动过程（低频频率20Hz）

测取系统稳态机械特性n?f(M)。设定频率给定值为3000Hz，选取异步调制方式，调节负载用发电机M03的功率输出，当电机达到稳态时记录转速值。实验结果如图72、73、74、75所示。

图72 转速893r/min，转矩0.03N.m

图73 转速848r/min，转矩0.41Nm

.

图74 转速769r/min，转矩0.76Nm

.

图75 转速470r/min，转矩0.96N.m

6 小结

本文分析比较了SPWM和SVPWM的基本思想、控制原理和DSP实现方式，并在Matlab/Simulink中建立交流调速系统进行比较仿真。实验就调制方式、低频补偿程度等方面的改变来观察其对系统性能的影响。从理论分析和仿真结果中不难发现，两者既有区别又有联系，较之于SPWM，SVPWM在电机空间内能形成更接近圆形的旋转磁场。

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