變頻技術(shù)作為現(xiàn)代電力電子的核心技術(shù),集現(xiàn)代電子、信息和智能技術(shù)于一體。針對工頻(我國為50 Hz)并非是所有用電設(shè)備的最佳工作頻率，因而導(dǎo)致許多設(shè)備長期處于低效率、低功率因數(shù)運(yùn)行的現(xiàn)狀,變頻控制提供了一種成熟、應(yīng)用面廣的高效節(jié)能新技術(shù)。

而SPWM（正弦波脈寬調(diào)制）波的產(chǎn)生和控制則是變頻技術(shù)的核心之一。開始的SPWM生成技術(shù)是采用模擬電路構(gòu)成三角波和正弦波發(fā)生電路，用比較器來確定他們的交點(diǎn)。這種方法電路復(fù)雜，精度較差，早已淘汰。后來人們采用單片機(jī)和微機(jī)生成SPWM波，但受硬件計(jì)算速度和算法計(jì)算量的影響，往往無法兼顧計(jì)算的精度和速度。再后來隨著具有強(qiáng)大運(yùn)算能力的DSP和一些新算法的出現(xiàn)，這一問題得到了較好地解決。

1 算法的原理

一般SPWM波形的產(chǎn)生有以下幾種方法：自然采樣法、規(guī)則采樣法、低次諧波消去法直接面積等效法等。其中自然采樣法的精度很高，但他求解導(dǎo)通關(guān)斷點(diǎn)需要解一個(gè)超越方程，計(jì)算量很大，一般不被采用。低次諧波消去法計(jì)算復(fù)雜，只能用查表法，而且這種方法的波形頻率和幅值是不可以連續(xù)變化的。因此將主要分析規(guī)則采樣法，直接面積等效法這兩種方法的原理。

規(guī)則  
采樣法是從自然采樣法演變而來的，他由經(jīng)過采樣的正弦波(實(shí)際上是階梯波)與三角波相交，由交點(diǎn)得出脈沖寬度。這種方法只在三角波的頂點(diǎn)或底點(diǎn)位置對正弦波采樣而形成階梯波。其原理如圖1(a)所示。

其中：

Tz: 三角載波周期

M: 調(diào)制深度(正弦波與三角波幅值比)

t：某采樣時(shí)刻

直接面積等效法的基本原理如圖1(b)所示。

在圖中的正弦半波波形中取一小區(qū)間［t，t+Δt］，其面積為S1，則與其面積相等的矩形脈沖面積為S2，寬度為δi。設(shè)正弦波幅值為Usin，調(diào)制度為M，矩形脈沖幅值為Us。有

式中k代表第k次采樣，N代表半周期內(nèi)對正弦波的采樣點(diǎn)。則IGBT的開關(guān)時(shí)間可如下計(jì)算：

2 算法的分析及其在DSP上的實(shí)現(xiàn)

(1)算法的分析

在生成SPWM波形時(shí)，通常有查表和實(shí)時(shí)計(jì)算兩種方法，實(shí)際使用時(shí)往往是兩種方法的結(jié)合，即先離線進(jìn)行必要的計(jì)算存入內(nèi)存，運(yùn)行時(shí)再進(jìn)行較為簡單的在線計(jì)算，這樣既可保證快速性，又不會(huì)占用大量的內(nèi)存。