转速开环变压变频控制

### 转速开环变压变频控制原理

#### 控制目标与基本概念
转速开环变压变频控制系统旨在通过调节供电给交流异步电动机的电源电压和频率来改变其运行速度。该系统不依赖于反馈信号来进行精确的速度控制，因此被称为“开环”。这种类型的调速方式适用于那些对速度精度要求不高但希望简化控制系统的设计场合。

对于交流异步电动机而言，在保持一定比例关系下调整供给电机端子间的线间电压\(U\)及其对应的同步角频率\(\omega_s=2πf\) (其中 \( f \) 是指供电信号中的基波分量)，可以有效地影响电机的工作状态并达到预期的性能指标[^1]。

#### SPWM 技术的应用
为了实现平滑且高效的电力转换过程，通常会应用正弦脉宽调制(SPWM)技术作为逆变环节的核心算法之一。SPWM能够生成一系列宽度按照正弦规律变化而幅值相等的矩形脉冲序列去近似模拟理想的正弦波形输出至负载侧即三相绕组上；这样不仅有助于减少谐波失真度还提高了整体效率水平[^3]。

% MATLAB/Simulink 中创建 SPWM 波形的一个简单例子
fs = 50e3; % 开关频率
fc = 50;   % 基波频率
t = linspace(0, 0.02, fs*0.02);
carrier = sawtooth(2*pi*fs*t, 0.5); % 锯齿载波
modulating_signal = sin(2*pi*fc*t); % 正弦调制信号
pwm_waveform = carrier >= modulating_signal;
plot(t,pwm_waveform,'LineWidth',1.5), title('SPWM Waveform')
xlabel('Time(s)'), ylabel('Amplitude'), grid on

### 实现方法概述

- **硬件部分**
- 构建基于IGBT或其他功率半导体开关元件组成的全桥或半桥拓扑结构的逆变器模块用于将直流电转变为所需特性的交流电；
- 设计合适的滤波网络以抑制电磁干扰EMI以及改善输出电流质量。

- **软件/固件方面**
- 编写程序逻辑完成对上述提到的各种功能单元之间的协调工作比如定时中断服务例程ISR用来触发PWM更新周期事件从而确保稳定可靠的驱动模式切换操作得以执行。
- 利用MATLAB Simulink平台搭建完整的仿真环境测试验证整个方案可行性之前先进行充分细致入微地前期准备工作如建立准确物理模型、设置合理初始条件范围等等措施都是必不可少的关键步骤[^2].