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空間脈沖矢量寬度調(diào)制

jf_78858299 ? 來源:約翰先森不喝酒 ? 作者:約翰先森不喝酒 ? 2023-05-29 17:06 ? 次閱讀

SVPWM是一種調(diào)制技術,用來產(chǎn)生特定的脈沖信號

圖片

圖1

同一個橋臂同一時間只能導通一個,否則會構成短路;

按照排列組合總共有 共8種組合方式,以()為例分析:

可以得到:

由于ABC三相繞組在空間分布上存在一定的角度差,所以合成的空間矢量為:

合成電壓矢量表:

圖片

注意:(以下部分是個人的理解,有錯誤的地方還請各位指正)


  1. 對于交流電機,現(xiàn)代電機控制技術通常是將其等效為直流電機進行控制;
  2. 電機的轉(zhuǎn)矩可以看成是勵磁磁場和轉(zhuǎn)矩磁場相互作用的結果;
  3. 為了產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩,往往需要能產(chǎn)生恒定的定子旋轉(zhuǎn)磁動勢
  4. 旋轉(zhuǎn)磁動勢(或者磁鏈)和定子電流矢量呈正比
  5. 根據(jù)電壓矢量方程,可知如果電壓矢量的幅值能夠恒定,那么可以滿足條件(或者說可以產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場)

圖片

圖2

圖中最大的內(nèi)切圓半徑為,這也是最大的合成電壓矢量大??;同時三相定子繞組每相電壓幅值和合成電壓之間存在的關系,也就是

對于SPWM調(diào)制,最大輸出線電壓為;SVPWM相比較SPWM,輸出線電壓呈倍的關系,也就是提高了直流母線15%的利用率

為了方便,往往直接將合成電壓矢量縮小2/3來與PI控制器輸出的比較,前提是前面進行3s-2s轉(zhuǎn)換的時候采用的恒幅值變換。如果前面采用恒功率變換,需要縮小


以上介紹了SVPWM的基本原理,它的實現(xiàn)主要分為:

  • 扇區(qū)選擇
  • 作用時間計算
  • 作用時間配合
  • 脈沖信號產(chǎn)生

扇區(qū)選擇

為了減少功率開關的導通和關斷次數(shù),選擇相鄰的基本電壓矢量以及2種零電壓矢量來合成所需要的電壓矢量,需要首先判斷電壓矢量落在哪個扇區(qū)

判斷條件:

uref1 uref2 uref3 M 所在扇區(qū)
0 0 1 1 II
0 1 0 2 VI
0 1 1 3 I
1 0 0 4 IV
1 0 1 5 III
1 1 0 6 V

注:表中大于0,取1;否則,取0;

作用時間計算

以扇區(qū)I為例分析:

其中:U為需要合成的電壓矢量幅值,為相鄰的基本電壓矢量幅值;為產(chǎn)生一組脈沖信號的總時間;分別對應以及零矢量的作用時間 可得:

令:

總結

作用時間 I II III IV V VI
T1 -Z Z X -X -Y Y
T2 X Y -Y Z -Z -X

為了防止,需要進行標幺化

作用時間配合

主要有三種方法:單三角法,雙三角法,以及改進雙三角法;

  • 單三角法:
  • 雙三角法:
  • 改進雙三角法:

現(xiàn)在論文里面大多都是采用改進雙三角法,波形好看點:

所在扇區(qū) 開關狀態(tài)切換 橋臂變化
I 000-100-110-111-110-100-000 A-B-C-C-B-A
II 000-010-110-111-110-010-000 B-A-C-C-A-B
III 000-010-011-111-011-010-000 B-C-A-A-C-B
IV 000-001-011-111-011-001-000 C-B-A-A-B-C
V 000-001-101-111-101-001-000 C-A-B-B-A-C
VI 000-100-101-111-101-100-000 A-C-B-B-C-A

脈沖信號產(chǎn)生

圖片

圖3

圖中的大小要與作用時間配和;

如,所在扇區(qū)I:A開通時間為,關斷時間為;所在扇區(qū)II:A開通時間為,關斷時間為;

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