由DSP芯片生成电压空间矢量脉宽调制波

3．2HWSVPWM生成方法

在每一个PWM周期中，将完成动作：周期一开始，就根据ACTR［14－12］中定义的矢量设置PWM输出；在向上记数过程中，在0．5T1时刻发生第一次比较匹配（计数器中值与CMPR1中值相等），根据ACTR［15］（0表示逆时针旋转，1表示顺时针旋转）定义的旋转方向，将PWM输出转换成辅矢量，在0．5T1＋0．5T2时刻，发生第二次比较匹配时（计数器中值与CMPR2中值相等），将PWM输出转换成两种零矢量中的一种；在向下记数过程中，与前半周对称输出。图4所示是Ⅰ区和Ⅱ区的SVPWM波形图，其它区域类推。

3．3　SWSVPWM和HWSVPWM的比较

通过分析可以看出，在每个PWM周期，SWSVPWM波形以零矢量U000开始和结束，每个逆变桥臂状态均改变，所以加入死区后三相电压仍然平衡，并不影响逆变器线电压；而HWSVPWM波形是以ACTR［14－12］中设置的矢量开始的，并以它结束，有一个桥臂状态始终不改变，开关次数减少了，从而减少了开关损耗，死区只影响两个桥臂，所以引起线电压波形谐波分量，当开关频率较高（如20kHz）、死区时间较小时，谐波分量较小。另外HWSVPWM计算量少，占用CPU时间少。表1是HWSVPWM和SWSVPWM的比较。



4　实验分析

利用TMS320F240芯片，加上必要的外围电路，构成最小DSP系统。智能功率模块采用了西门子的P221，最高开关频率可高达20kHz，死区时间只有2μs，再加上进线滤波、整流电路，就可以做成一个简单实用的变频调速系统。实验电机1台为750W三相鼠笼电动机，1台100W三相绕线式电动机，负载为1台180W并励式直流发电机带滑线式变阻器。实验采用SWSVPWM方法，并与普通SPWM方法做了比较。

实验结果如图5、6、7所示，从实验观察到的输出电压波形，电流波形正弦性好；通过FFT变换，发现SVPWM的谐波消除效果明显，尤其6k±1次谐波在0～1．22kHz范围内基本上都被消除，其谐波幅值均比基波幅值小30dB以上。







5　结　论

本文研究了用DSP芯片TMS320F240实现SVPWM的方法。经过分析和实验，结果表明：
（1）SVPWM谐波优化程度高，消除谐波效果比SPWM要好，实现容易，并且可能提高电压利用率。
（2）SVPWM比较适合于数字化控制系统，以微控制器为核心的数字化控制系统是发展趋势，所以SVPWM应是优先的选择。
（3）以TI公司的TMS320F240为核心，构成全数字控制系统，可以以两种方式产生SVPWM，在一般的中小功率变频调速系统中，采用该芯片实现SVPWM控制技术是非常适合的。