SVPWM是一種調制技術,用來產生特定的脈沖信號
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:
注意:(以下部分是個人的理解,有錯誤的地方還請各位指正)
- 對于交流電機,現代電機控制技術通常是將其等效為直流電機進行控制;
- 電機的轉矩可以看成是勵磁磁場和轉矩磁場相互作用的結果;
- 為了產生恒定的轉矩,往往需要能產生恒定的定子旋轉磁動勢
- 旋轉磁動勢(或者磁鏈)和定子電流矢量呈正比
- 根據電壓矢量方程,可知如果電壓矢量的幅值能夠恒定,那么可以滿足條件(或者說可以產生圓形旋轉磁場)
圖2
圖中最大的內切圓半徑為,這也是最大的合成電壓矢量大小;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,它的實現主要分為:
- 扇區選擇
- 作用時間計算
- 作用時間配合
- 脈沖信號產生
扇區選擇
為了減少功率開關的導通和關斷次數,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
判斷條件:
uref1 | uref2 | uref3 | M | 所在扇區 |
---|---|---|---|---|
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 | 開關狀態切換 | 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 |
脈沖信號產生
圖3
圖中的大小要與作用時間配和;
如,所在扇區I:A開通時間為,關斷時間為;所在扇區II:A開通時間為,關斷時間為;
-
三相
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