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SPWM信号的产生

SPWM控制信号的作用是当一对桥臂上的某一管处于导通极性时，可使其按正弦规律通断，达到电动机电流接近正弦波的目的。

根据等面积法知道，所需U相的SPWM波第i个脉冲的脉宽时间：

由于U相的SPWM波的正负半周均由HS0.0得到，为了得到U相的负半波，把对应于ta1、ta2、ta3的命令(低或高电平)取反后输出。由 U、V、W三相相位关系可得出V相、W相的SPWM波第i个脉冲的脉宽时间tv2、tw2及间隙时间tv1、tv3、tw1、tw3。其具体实现方法是：可事先将余弦值作表存在程序储存器2764中，每当采样周期Tc时间到，计算θi并根据θi值查表得cosθi，将其与上一次Tc周期的θi-1进行运算即可求出三相脉冲的脉宽时间和间隙时间，对HSO.0、HSO.1、HSO.2分别写入两条命令并送入HSO的CAM中，CAM根据送入的时间值和命令自动定时控制HSO.0～HSO.2的输出，这样在逆变器的输出端得到相位互差120°的SPWM的脉冲序列。此脉冲序列经过基极驱动控制IPM的6个开关管的导通和关断。软件框图设计

8098微机控制的SPWM变频调速系统的软件程序包括主程序和M/T测速、转差及频率运算、键盘显示等子程序。文中主要设计了主程序和SPWM波生成的中断服务程序框图，如图4所示，其他程序框图请读者查阅相关的参考书籍。

实验结果

由8098单片机产生的SPWM波形可以通过实验由示波器测出。实验系统由交-直-交变频器主回路及8098微机控制系统、驱动电路、检测电路、键盘控制及显示电路和各种保护电路等控制电路组成，其中主回路中的功率模块IPM采用IGBT，输出电压600V，工作频率为20kHz。如图5为测得的实验波形。在电机输出频率为50Hz时，测得的U相电压波形如图(a)所示，在频率为100Hz和150Hz时测得的负载电流波形如图(b)、(c) 所示。由图5可见，通过对三相异步电动机进行实验，本系统可以很好地实现一定频率范围内的转速调节，其精度可达1r/min。调频率的过程中，负载电流谐波、电动机的转矩脉动和噪声均很少，系统工作较稳定。

结束语

文中采用8098作为主控器设计的转差频率交流调速控制系统理论上可以获得与直流电动机闭环调速系统相似的静、动态调速性能。此种系统被广泛地应用于如钢铁冶金、石油化工、供水等行业的中小容量交流调速系统中，如有色冶金行业的转炉旋转控制，要求电动机固定在炉体上，并随炉体一起倾斜，不同炉期要求有不同的转速，在这种高温、近火的环境下，直流拖动是不可能的，采用晶闸管交流调速振动和噪声大，故障多，无法保证正常生产。采用文中系统拖动转炉，实现了调速系统的各项指标要求，同时，系统具有故障率低，操作方便等特点。

关键词： 8098 单片机 SPWM 变频调速