基于dsPIC 的三相不对称规则采样型电压SPWM 波的生成
交流感应电动机因为结构简单、体积小、重量轻、价格便宜、维修方便的特点，在生产生活中得
到广泛的应用。与其他种类电动机相比交流感应电动机的市场占有量始终居第一位。现在流行的交流
感应电动机调速方法有两种：变频变压法（VVVF）和矢量控制法。前者在风机、水泵等要求调速的场
合，获得广泛的应用。
怎样实现变频的同时也变压，一种方法是将等宽的脉冲波变成宽度渐变的脉冲波，其宽度变化规
律应符合正弦的变化规律，把这样的波称为正弦脉宽调制波，简称SPWM 波。本例采用不规则采样法
生成SPWM 波。
1 不对称规则采样法的原理
所谓不对称规则采样法是相对于对称规则采样法而言的。不对称规则采样法是：分别在三角波的
顶点和底点对称轴位置采样，也就是每个载波周期采样两次。这样所形成的阶梯波与正弦波的逼近
程度会大大提高。其生成的SPWM 波如图1 所示。由于这样采样所形成的阶梯波与三角波的交点不
对称，因此称其为不对称规则采样法。下面进行数学模型推导。根据三角形相似关系，则有：
经过推导得出三相SPWM 波的每一相脉宽都可计算如下：
为了使三相SPWM 波对称，载波比N 最好选择3 的整数倍。
2 系统设计
美国微芯公司研制生产的dsPIC30F系列数字信号控制器提供了强大的电机控制功能。本试验采
用dsPICDEM MC1 电机控制开发板，它的控制器是dsPIC30F6010.根据上式利用dsPIC30F 汇编语言设计了控制
程序。该程序采用异步控制方式，载波频率固定为20kHz，可以实现调制频率1~50 Hz 变频功能、死
区功能、窄脉冲删除功能。主程序根据输入的调制波频率计算N 和2N，并根据U/F 曲线确定调制度M 值。
PWM 采用中心对齐向上/向下计数方式。每个载波周期都产生一次中断，分别算出在下一个载波周期时
三个占空比寄存器的值。并比较正负脉宽是否小于3 us，如果小于则认为是3 us 的脉宽，删除该脉宽。
中断子程序流程图如图２所示。
三相SPWM 波由dsPIC30F 的PWM1H～3H 和PWM1L～3L 六个引脚输出。计算中的正弦值采用查表方法，
每一度给出一个正弦值数据，因此共有360 个数据，存放在ROM 中。全部计算采用定点计算，以提高
计算速度。所有数据采用Q 格式，其中Qx 表示该数被放大2x 倍。3 试验结果根据所设计的程序在
dsPICDEM MC1 电机控制开发板进行了运行试验，在示波器上可以看到三个通道占空比渐变的PWM
方波，如图３所示(三个通道单位为：5 V，25 us )。加入低通滤波器，可在三个通道上看到相位差
为120°的三个正弦波，如图4 所示（三个通道单位为：1 V，5 ms）。应用dsPIC进行不规则采样法，
从试验结果可以看出，所生成的SPWM 波与正弦波的逼近程度非常好。
