基于等面积法生成spwm波形算法的研究

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1、中北大学2013届毕业论文基于等面积法生成SPWM波形的算法的研究摘要：SPWM波广泛应用于电力电子行业以及电动机调速和阀门控制。本文提出一种改进后的等面积法产生SPWM波形，它具有精度高，计算简单，误差小等特点，明显优于自然采样法和规则采样法。该系统采用三项逆变桥采用双极性控制，PWM驱动波形由89C52单片机查表发生成,IGBT的驱动电路采用IR2101芯片。对其输出波形进行分析，证明了该方法的可行性和合理性。经PROTUES仿真系统性能基本达到了设计要求。关键词:SPWM等面积法三项逆变桥89C52IR2101PROTUES第49页共49页中北

2、大学2013届毕业论文Thestudyof generatingSPWMwavealgorithmthatbasedonareaequivalentprincipleAbstract:SPWMwaveiswidelyusedinthepowerelectronicsindustry,theMotorspeedcontrolandtheValvecontrol.ThisstudypropoesaimprovedmethodofgeneratingSPWMwaveusingtheareaequivalentprinciple.Thismethodishi

3、ghaccuracy,easytocalculateandhaslowdeviation.Itisobviouslybetterthannaturalsampledoneorregularsampledone.ThissystemuseThreeinverterbridgewithbipolarcontrol,PWMwaveisgeneratedby89C51(SCM)usinglookupmethod.ThedrivecircuitofIGBTadoptIR2101chip.Itisprovedthatthismethodisfeasibleand

4、reasonableaftermakingharmonicanalysisofitsoutputwaveform.ThesimulationreasultsfromPROTUESshowsthesystem`srequirementsarereached.Keyword:SWPM,areaequivalentprinciple,Threeinverterbridge,89C51,IR2101,PROTUES第49页共49页中北大学2013届毕业论文目录1绪论11.1课题背景及研究意义11.2PWM波形算法和应用的发展现状11.2.1现有主要的PWM算

5、法11.2.2PWM应用的背景及现状31.3课题的主要研究内容52正弦脉宽调制（SinusoidaPWM）技术72.1等面积法的介绍72.2现有几种等面积法的介绍与比较72.3等面积法的设计研究72.3.1等面积算法的原理72.3.2等面积法的算法推导93逆变与PWM调制技术123.1逆变电源和逆变技术123.1.1逆变的目的和优点123.1.2逆变的基本原理134正弦脉宽调制的实现154.1单极性调制与双极性调制154.2双极性SPWM控制方式155谐波分析205.1单相双极性SPWM波的谐波分析205.2三相逆变器输出SPWM波的谐波分析226软

6、件设计266.1软件设计概述266.2单片机编程266.3程序流程图277硬件设计及仿真287.1AT89C52介绍28第49页共49页中北大学2013届毕业论文7.2IR2101芯片及IGBT驱动电路307.3硬件仿真327.3.1硬件仿真图327.3.2仿真波形337.3.3硬件系统调试347.3.4系统调试的心得体会348总结35附录36附录1主要程序36参考文献43致谢44第49页共49页中北大学2013届毕业论文1绪论1.1课题背景及研究意义电力电子技术作为一门新兴技术近些年得到了飞速的发展并逐渐在电力变换，高低压变频，工业控制等等领域得到

7、广泛的应用。随着电压型逆变器在高性能电力电子装置，如交流传动、不间断电源和有源滤波器中的应用越来越广泛，PWM控制技术作为这些系统的共用及核心技术，引起人们的高度重视，并得到深入的研究。正弦脉宽调制技术即SPWM技术是在脉冲宽度调制技术即PWM技术（它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压）的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。常用于对控制波的波形和频率有较高要求的场所，如：对重要负载进行断电保护的交流不间断电源UPS（UninterruptlePowerSupply）；针

8、对交流异步电动机变频调速控制的变频调速器；针对智能楼宇消防与安防的应急电源EPS(EmergencePowe