4 实验与结果
为了便于比较实验与计算结果，作者自行研制了双CPU变频器，其结构框图如图2，采用自然采样法生成PWM波，上、下桥臂死区时间设定为3.5μs。由于SPWM算法稍复杂，而一个调制载波周期只有几十个μs，此间CPU要计算出三相电压的开关量、负责系统的监控、完成输入输出功能，采用一个单片机进行控制是不现实的，尤其是输入输出的瓶颈效应。这里采用双CPU结构，其中CPU1为主CPU，负责SPWM波生成及开关点输出，CPU2为从CPU，主要负责各种计算和系统的监控，计算结果则存入中间的共享存贮区，以便CPU1调用。采用双CPU结构大大提高了系统的实时性，减少了控制死区，及电压、电流波形的畸变率。同时通过自行研制的变频器，调整存在的谐波电压、电流级次及幅值，设置若干组PWM波，通过实验说明采用软件法对谐波电流等的抑制结果。
图 2 变频器结构框图
实验用感应电动机为7.5kW，同轴发电机为其负载，运行频率为40Hz，调制深度D＝0.8。图3是特意设定的若干组实测电流频谱的其中两组，图4为相应的电流计算频谱，调制比分别为N＝29和N＝120。
(a) N＝29
(b) N＝120
图 3 定子电流实测频谱
(a) N＝29
(b) N＝120
图 4 定子电流计算频谱
由于采用了SPWM生成法，i120并不产生相应次数的谐波电流，故从图3b和图4b的电流频谱看，定子电流谐波含量几乎为零；而当N＝29时，最大幅值谐波电压U29将产生相应次数的谐波电流，由于i相对较小，谐波等效电路中对应的阻抗亦相对较小，i＝29次谐波电流具有较大值，这从图3a和图4b的频谱图上亦能看出，此例中谐波对应的异步附加转矩脉动转矩均具有较大值。不难得出在SPWM生成时应避免低次大幅值谐波电压(i≠3K)的结论。
5 结束语
(1) 异步附加转矩相对脉动转矩在生成原因和对电机影响上均不相同，后者对电机运行危害更甚，尤其是在电机低速运行时。在SPWM生成时，要避免低次大幅值谐波电压存在(i≠3K)。
(2) 调制频 率取在4～6kHz为宜，过小存在低次谐波，过大开关损耗将增加。
(3) 从抑制谐波电流来说，适当增加电机漏抗是合适的。
(4) 一般来说，不论用何种方法生成PWM波，总存在谐波电压，此时应让最大幅值谐波的级次恰好为3K。
作者简介：陈其工，男，1961年生，硕士，副教授.
作者单位：安徽机电学院 芜湖 241000
参考文献
1 Van Der Broeck H. W, Skudelny H. CH. Analysis and Realization of a Pulse width Modulator Based on Voltage Space Vectors. IEEE Trans. on IA, 1988; 24(1):142～150
2 陈其工. 变频调整异步电机模型研究. 微特电机, 1996; (2)：2～5
3 海勒尔，哈马塔 (章名涛，俞鑫昌译). 异步电机中谐波磁场的作用. 北京：机械工业出版社，1980
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