严海龙

(福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州 350116)

1 引言

正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation，SPWM)[1-7]技术目前已经在实际中得到非常广泛的应用。SPWM信号的生成与控制主要有硬件法和软件法两大类[8]。硬件法，顾名思义，是采用专用集成电路，成本相对较高；软件法则是通过微处理器实时生成SPWM波。早些年人们是采用微机或单片机来计算，由于受处理器运算速度的限制，计算的速度和精度往往无法同时满足，现在具有高速运算功能的数字信号处理器(digital signal processor，DSP)的出现，尤其是电动机控制专用型DSP的出现，使得这一问题轻松得到解决。软件法生成SPWM信号的具体实现有很多方法，比如采样型SPWM法、谐波消去法、等面积法等，尤其是采样型SPWM法比较普遍，其中包括自然采样法、对称规则采样法、不对称规则采样法[9]。自然采样法因为涉及到求解超越方程，所以一般只作为理论指导。不对称规则采样法较对称规则采样法的采样时刻更接近于自然采样法，使得其生成的SPWM波更加接近于正弦波，即谐波含量更低，因此在实际中得到更为广泛的应用。然而，不对称规则采样法在每个载波周期内要采样两次，是以采样次数多、占用微处理器内存资源大和实时性相对较差为代价，来获取较对称规则采样法谐波含量低的优点[10]。

如果想要研究出性能更好的新型SPWM技术，谐波含量的定量计算与分析则是必不可少的，这是评估新技术优劣的一个重要指标[11]。为此，本文基于MATLAB数值计算和傅里叶级数，提供了一种采样型SPWM波的谐波通用计算与分析方法，并以不对称规则采样法SPWM波的生成及其谐波分析为例，验证了该方法可以为SPWM新技术的研究提供参考作用，如文献[10-11]等中的新技术的研究。……