● 摘要
本文以国家高技术研究发展计划（“863”计划）子课题“面向数控铣和加工中心的嵌入式伺服驱动关键技术及实验研究”（课题编号：2004AA424313）为依托，采用低频特性良好的SVPWM调制模式，基于以DSP器件为核心的变频器进行了异步电机变频调速系统低频输出特性的研究工作。研究异步电机变频调速系统的低频特性的目的是，使目前应用最为广泛的运行在V/f比恒定控制下的变频器——异步电动机变频调速系统具有较好的低频输出性能，即较小的电流谐波和转矩脉动。本文的研究内容包括SVPWM调制的仿真和实现两大部分。仿真方面：利用Matlab软件的Simulink工具，对V/f恒定控制下的SVPWM调制模式变频调速系统建模并仿真。主要包括三相异步电机模块、SVPWM模块（包括扇区确定子模块、矢量作用时间计算子模块和矢量切换点计算子模块等）和测量模块等。对5段式和7段式两种常用的SVPWM调制方式下的仿真结果进行了对比，证明7段式调制方式下能够得到更小的谐波电流和转矩脉动。实现方面：分别采用硬件实现和软件实现两种方法，完成了5段式和7段式SVPWM调制程序的编写和调试。提出并实现了一种改进的混合式SVPWM调制方式，新的调制方法将5段式和7段式两者的优点相结合：输出频率较低时采用7段式调制方式减少电流谐波，输出频率较高时采用5段式调制方式提高电压利用率，可以满足变频器在不同工作场合的需要。最后，本文完成了SVPWM调制算法的低频特性实验。实验结果表明SVPWM调制方式具有电流波形接近正弦波、谐波分量较小、转矩脉动小等特点，验证了本文设计的正确性。