正弦脉宽调制的规则采样法

正弦脉宽调制的规则采样法

自然采样法的主要问题是SPWM波形每个脉冲的起始和终了时刻tA和tB对三角波的中心线不对称，使求解困难。如果设法使SPWM波形的每一个脉冲都与三角载波的中心线对称，于是式(6.1)就可以简化，而且两侧的间隙时间相等，即t1=t3，从而使计算工作量大为减轻。
规则采样法有两种，上图为规则采样I法。其特点是：它固定在三角载波每一周期的正峰值时找到正弦调制波上的对应点，即图中D点，求得电压值Urd。用此电压值对三角波进行采样，得A、B两点，就认为它们是SPWM波形中脉冲的生成时刻，A、B之间就是脉宽时间t2。规则采样I法的计算显然比自然采样法简单，但从图中可以看出，所得的脉冲宽度将明显地偏小，从而造成不小的控制误差。这是由于采样电压水平线与三角载波的交点都处于正弦调制波的同一侧造成的。
右图为规则采样Ⅱ法。图中仍在三角载波的固定时刻找到正弦调制波上的采样电压值，但所取的不是三角载波的正峰值，而是其负峰值，得图中E点，采样电压为Ure。在三角载波上由Urt水平线截得A、B两点，从而确定了脉宽时间t2。这时，由于A、B两点坐落在正弦调制波的两侧，因此减少了脉宽生成误差，所得的SPWM波形也就更准确了。
规则采样法的实质是用阶梯波来代替正弦波，使算法简化。在规则法中，三角波每个周期的采样时刻都是确定的，不作图就可算出相应时刻的正弦波值。以规则采样Ⅱ法为例，采样时刻的正弦波值依次为Msinω1te、Msin (ω1te+Tc)、Msin (ω1te+2Tc)…，由几何相似三角形关系可得脉宽计算公式t2=Tc/2(1+Msinω1te)
间歇时间t1=t3=1/2(Tc-t2)
实用的逆变器多是三相的，因此还应形成三相的SPWM波形。
三相的SPWM波形。三相正弦调制波互差120°，三角波是公用的。这时A相和B相脉冲波形相同，每相的脉宽时间ta2、tb2、tc2均可用式(6.2)计算。三相脉宽时间总和为ta2 +tb2+tc2一(3/2)Tc三相间隙时间总和为3Tc-(3/2)Tc一(3/2)Tc脉冲两侧间隙时间相等，ta1+tb1+tc1=ta3+tb3+tc3一(3/4)Tc。