SVPWM的原理讲解

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SVPWM的原理讲解

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SVPWM的原理讲解SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)是一种基于空间矢量的脉宽调制技术,用于控制交流电机的三相逆变器。

它在电机控制中广泛应用,具有高效、低失真和高精度的优点。

本文将从原理、工作原理和优点三个方面对SVPWM进行详细介绍。

一、原理SVPWM的基本原理是将三相电压分解为alpha轴和beta轴的两个独立分量,然后根据alpha和beta的大小和相位差计算得到一个空间矢量,最后根据空间矢量的方向和大小来确定控制电压波形。

通过合理的调节控制电压的大小和频率,可以实现对电机的精确控制。

二、工作原理1. 坐标变换:将三相电压转换为alpha轴和beta轴的分量,通过如下公式计算得到alpha和beta:alpha = 2/3*Va - 1/3*Vb - 1/3*Vcbeta = sqrt(3)/3*Vb - sqrt(3)/3*Vc2. 空间矢量计算:根据alpha和beta的大小和相位差计算得到空间矢量。

空间矢量的方向和大小决定了逆变器输出电压的形状和频率。

3.脉宽调制:根据空间矢量的方向和大小来确定脉冲的宽度和频率。

通常,采用时间比较器和斜坡发生器来实现脉冲宽度调制,使得逆变器输出的脉冲宽度能够跟随空间矢量的变化。

4.逆变器控制:将调制好的脉宽信号通过逆变器输出到交流电机。

逆变器通过控制脉冲宽度和频率来改变输出电压的形状和频率,从而实现对电机的精确控制。

三、优点1.高效:SVPWM技术能够将三相电压转换为整数变化的脉宽信号,减少了功率器件的开关次数,提高了逆变器的转换效率。

2.低失真:SVPWM技术能够通过精确控制脉冲宽度和频率来改变输出电压的形状和频率,减小了电机输出的谐波失真,提高了电机的运行效果和负载能力。

3.高精度:SVPWM技术能够实现对电机的精确控制,通过调整输出电压的波形和频率,可以实现电机的恒转矩和恒转速控制,提高了电机的控制精度和稳定性。

SVPWM的原理和法则推导和控制算法详细讲解

SVPWM的原理和法则推导和控制算法详细讲解

SVPWM的原理和法则推导和控制算法详细讲解SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)是一种三相不对称多电平PWM调制技术。

其原理是将三相电压转换为空间矢量信号,通过调制的方式控制逆变器输出电压,以实现对三相电机的控制。

下面将详细介绍SVPWM的原理、法则推导以及控制算法。

一、原理:SVPWM的原理在于将三相电压分解为两相,即垂直于矢量且相互垂直的两个分量,直流坐标分量和交流坐标分量。

其中,直流坐标分量用于产生直流电压,交流坐标分量用于产生交流电压。

通过对直流和交流坐标的调制,可以生成所需的输出电压。

二、法则推导:1.将三相电压写成直流坐标系下的矢量形式:V_dc = V_d - 0.5 * V_a - 0.5 * V_bV_ac = sqrt(3) * (0.5 * V_a - 0.5 * V_b)2. 空间矢量信号通过电源电压和载波进行调制来生成输出电压。

其中,电源电压表示为空间矢量V。

根据配比原则,V_dc和V_ac分别表示空间矢量V沿直流和交流坐标的分量。

V = V_dc + V_ac3.根据法则推导,导出SVPWM的输出电压:V_u = 1/3 * (2 * V_dc + V_ac)V_v = 1/3 * (-V_dc + V_ac)V_w = 1/3 * (-V_dc - V_ac)三、控制算法:1. 设定目标矢量Vs,将其转换为直流坐标系分量V_dc和交流坐标系分量V_ac。

2.计算空间矢量的模长:V_m = sqrt(V_dc^2 + V_ac^2)3.计算空间矢量与各相电压矢量之间的夹角θ:θ = arctan(V_ac / V_dc)4.计算换向周期T和换相周期T1:T=(2*π*N)/ω_eT1=T/6其中,N为极对数,ω_e为电机的角速度。

5.根据目标矢量和夹角θ,确定目标矢量对应的扇区。

6.根据目标矢量和目标矢量对应的扇区,计算SVPWM的换相角度β和占空比:β=(2*π*N*θ)/3D_u = (V_m * cos(β) / V_dc) + 0.5D_v = (V_m * cos(β - (2 * π / 3)) / V_dc) + 0.5D_w=1-D_u-D_v以上步骤即为SVPWM的控制算法。

SVPWM原理介绍

SVPWM原理介绍

SVPWM 原理介绍SVPWM 原理介绍PWM(Pulse Width Modulation)脉宽调整,这是⼀种利⽤⾯积等效原理实现的控制技术。

SVPWM(Space Vector PWM)空间⽮量PWM控制,因为控制电动机内部的圆形旋转磁场,最终需要控制的是电压空间⽮量。

⼀般控制电机的三相电压相互成120度,以正弦的形式变换。

我们需要控制的就是这三相电压呈现这种形式来最终控制到电磁转矩。

主电路图如下所⽰:由于逆变器三相桥臂共有6个开关管,为了研究各相上下桥臂不同开关组合时逆变器输出的空间电压⽮量,特定义开关函数Sx(x=a、b、c) 为:(Sa、Sb、Sc)的全部可能组合共有⼋个,包括6个⾮零⽮量 Ul(001)、U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110)、和两个零⽮量 U0(000)、U7(111),下⾯以其中⼀种开关组合为例分析,假设Sx(x=a、b、c)=(100),此时:求解上述⽅程可得:UaN=2Ud/3、UbN=-Ud/3、UcN=-Ud/3。

同理可计算出其它各种组合下的空间电压⽮量,列表如下:⼋个基本电压空间⽮量的⼤⼩和位置如下图所⽰:如果某⼀瞬间要求的电压控制键⽮量在第⼀扇区,那么可以根据第⼀扇区的⽮量U4以及U6以及零⽮量U0或U7合成所要求的⽮量U。

经过计算,可以得到各⽮量的状态保持时间为:式中 m 为 SVPWM 调制系数(调制⽐):若要求Uref的模保持恒定,则Uref的轨迹为⼀圆形;若要求三相电压波形不失真(即不饱和),则Uref的轨迹应在正六边形内部;结合此两点可知Uref的模取最⼤值时的轨迹为正六边形的内切圆,此时m=1,故m<=1。

我们以减少开关次数为⽬标,将基本⽮量作⽤顺序的分配原则选定为:在每次开关状态转换时,只改变其中⼀相的开关状态。

并且对零⽮量在时间上进⾏了平均分配,以使产⽣的 PWM 对称,从⽽有效地降低PWM的谐波分量。

svpwm的原理及法则推导和控制算法详解

svpwm的原理及法则推导和控制算法详解

svpwm的原理及法则推导和控制算法详解SVPWM是一种空间矢量脉宽调制技术,常应用于交流电机的无传感器矢量控制方案中。

SVPWM的原理及法则推导涉及到三相交流电机理论、空间矢量分析以及脉宽调制等内容。

下面将对SVPWM的原理、法则推导和控制算法进行详解。

1.SVPWM原理SVPWM的原理是基于交流电机的三相正弦波电流与空间矢量之间的转换关系。

交流电机的电流空间矢量可以表示为一个复数形式,即电流空间矢量(ia, ib, ic) = ia + jib。

空间矢量在空间中对应一个电机角度θ。

SVPWM的目标是控制交流电机的三相正弦波电流,使其与预期空间矢量一致,从而控制电机输出力矩和转速。

SVPWM首先对预期空间矢量进行空间矢量分解,将其分解为两个基本矢量Va和Vb。

然后根据电机角度θ和两个基本矢量的大小比例,计算出三相正弦波电流的幅值和相位。

2.SVPWM法则推导SVPWM的法则推导是为了实现精确控制电机的输出力矩和转速。

在法则推导中,首先需要建立电流与电压之间的关系,然后计算出三相正弦波电流的幅值和相位。

最后根据幅值和相位生成PWM波形,控制交流电机的动作。

具体推导过程如下:-步骤1:计算Va和Vb的大小比例,根据预期空间矢量和电机角度θ,可以通过三角函数计算出Va和Vb的幅值。

-步骤2:计算Vc,由于交流电机为三相对称系统,Vc的幅值等于Va和Vb的和,相位等于Va相位加120度。

-步骤3:计算三相正弦波电流的幅值和相位,幅值可以通过输入电压和阻抗模型计算得到。

-步骤4:根据幅值和相位生成PWM波形。

3.SVPWM控制算法SVPWM控制算法实现了对交流电机输出力矩和转速的精确控制。

- 步骤1:通过位置传感器或者传感器less技术获取电机角度θ。

-步骤2:根据预期输出力矩和转速,计算出预期空间矢量。

-步骤3:根据电机角度θ和预期空间矢量,计算出Va和Vb的幅值。

-步骤4:根据Va和Vb的大小比例和Vc的相位,生成PWM波形。

svpwm工作原理

svpwm工作原理

svpwm工作原理一、引言随着电力电子技术的不断发展,交流电机控制技术也得到了广泛应用。

其中,空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)技术是一种常用的交流电机控制方法。

本文将详细介绍SVPWM的工作原理及其在交流电机控制中的应用。

二、SVPWM原理2.1 基本原理SVPWM是一种通过控制电压的矢量合成,实现对交流电机输出电压和频率的调节的方法。

它通过将三相交流电压分解为两个正交轴上的分量,实现对电机的精确控制。

SVPWM的基本原理可以概括为以下几个步骤:1.将三相交流电压转换为αβ坐标系下的矢量;2.根据所需输出电压的大小和相位,计算出指定的矢量;3.将指定的矢量转换为三相交流电压;4.通过调节矢量的大小和相位,控制电机输出电压和频率。

2.2 SVPWM的工作过程SVPWM的工作过程可以分为两个阶段:矢量选择和矢量合成。

2.2.1 矢量选择在矢量选择阶段,根据所需输出电压的大小和相位,选择合适的矢量。

一般情况下,矢量选择可分为以下几个步骤:1.根据所需输出电压的大小,确定电压矢量的幅值;2.根据所需输出电压的相位,确定电压矢量的角度;3.根据电压矢量的幅值和角度,计算出对应的αβ坐标系下的矢量。

2.2.2 矢量合成在矢量合成阶段,将选择好的矢量转换为三相交流电压输出。

矢量合成的具体步骤如下:1.将选择好的矢量转换为三相交流电压;2.根据矢量的大小和相位,计算出对应的PWM波形;3.将PWM波形与三相交流电压进行合成;4.输出合成后的三相交流电压。

三、SVPWM在交流电机控制中的应用SVPWM作为一种高效可靠的交流电机控制技术,广泛应用于各种类型的交流电机控制系统中。

以下是SVPWM在交流电机控制中的几个应用:3.1 速度控制SVPWM可以通过控制输出电压的大小和频率,实现对交流电机的速度控制。

通过调节矢量的幅值和相位,可以实现电机的平稳启动、加速、减速和停止等功能。

简述SVPWM原理

简述SVPWM原理

简述SVPWM原理随着现代电力电子技术的不断发展,变频调速技术在各种工业应用中得到了广泛应用。

其中,空间矢量调制技术(SVPWM)是一种高效、精确的变频调速技术,其原理也是目前工业应用中最为成熟的。

SVPWM技术的基本原理是将三相电压转换为两个相电压,再通过控制两个相电压的大小和相位来控制电机的转速和转向。

具体来说,SVPWM技术是通过对三相电压进行分解,得到两个正弦波电压和一个直流电压,再将这些电压转化为三相电压输出,从而实现对电机的控制。

SVPWM技术的实现主要依靠三个步骤:电压矢量合成、矢量选择和PWM控制。

其中,电压矢量合成是将两个正弦波电压和一个直流电压合成为一个空间矢量;矢量选择是根据电机运行状态选择合适的空间矢量;PWM控制是将选择的空间矢量转化为PWM信号输出,从而控制电机。

具体来说,电压矢量合成的公式为:$$V_{alphabeta}=sqrt{V_{alpha}^2+V_{beta}^2}$$其中,$V_{alpha}$和$V_{beta}$分别是两个正弦波电压,$V_{alphabeta}$是合成后的空间矢量。

矢量选择的原则是选择与电机磁通矢量最接近的空间矢量,以最大程度地减小电机的电磁波干扰和功率损耗。

具体来说,矢量选择的公式为:$$V_{0}=frac{2}{3}V_{dc}$$$$V_{1}=frac{1}{3}V_{dc}+frac{sqrt{3}}{3}V_{alphabeta}$$$$V_{2}=frac{1}{3}V_{dc}-frac{sqrt{3}}{3}V_{alphabeta}$$其中,$V_{dc}$是直流电压,$V_{0}$、$V_{1}$和$V_{2}$分别是零矢量、正序矢量和负序矢量。

PWM控制是将选择的空间矢量转化为PWM信号输出,从而控制电机。

具体来说,PWM控制的公式为:$$T_{on}=frac{V_{a}-V_{0}}{V_{dc}}$$$$T_{off}=frac{V_{dc}-V_{a}}{V_{dc}}$$其中,$T_{on}$和$T_{off}$分别是PWM信号的开启时间和关闭时间,$V_{a}$是电机的电压。

SVPWM的原理讲解

SVPWM的原理讲解

1空间电压矢量调制SVPWM 技术SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法,是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波,能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。

空间电压矢量PWM与传统的正弦PWM不同,它是从三相输出电压的整体效果出发,着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。

SVPWM技术与SPWM相比较,绕组电流波形的谐波成分小,使得电机转矩脉动降低,旋转磁场更逼近圆形,而且使直流母线电压的利用率有了很大提高,且更易于实现数字化。

下面将对该算法进行详细分析阐述。

1.1SVPWM基本原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理,即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合,使其平均值与给定电压矢量相等。

在某个时刻,电压矢量旋转到某个区域中,可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。

两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加,从而控制各个电压矢量的作用时间,使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转,通过逆变器的不同开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆,并由两者的比较结果来决定逆变器的开关状态,从而形成PWM 波形。

逆变电路如图 2-8 示。

设直流母线侧电压为Udc,逆变器输出的三相相电压为UA、UB、UC,其分别加在空间上互差120°的三相平面静止坐标系上,可以定义三个电压空间矢量 UA(t)、UB(t)、UC(t),它们的方向始终在各相的轴线上,而大小则随时间按正弦规律做变化,时间相位互差120°。

假设Um为相电压有效值,f为电源频率,则有:(2-27)其中,,则三相电压空间矢量相加的合成空间矢量 U(t)就可以表示为:(2-28)可见U(t)是一个旋转的空间矢量,它的幅值为相电压峰值的1.5倍,Um为相电压峰值,且以角频率ω=2πf按逆时针方向匀速旋转的空间矢量,而空间矢量 U(t)在三相坐标轴(a,b,c)上的投影就是对称的三相正弦量。

SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解

SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解

SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解SVPWM全称为Space Vector Pulse Width Modulation,是一种用于交流电驱动的脉宽调制技术。

它通过对电压波形进行合适的调制,实现对交流电驱动变频器输出电压的精确控制。

以下是SVPWM的原理及法则推导和控制算法的详解。

1.原始正弦信号:首先,将三相交流电压信号转化为矢量信号表示。

当输入的三相正弦信号为:$$v_a=v_m\sin(\Omega t)$$$$v_b=v_m\sin(\Omega t - \frac{2\pi}{3})$$$$v_c=v_m\sin(\Omega t + \frac{2\pi}{3})$$其中,$v_m$为幅值,$\Omega$为频率,t为时间。

2.空间矢量表示:将交流信号的三相信号进行矩阵变换,转化为空间矢量表示,例如:$$V_s=\frac{2}{3}\begin{pmatrix} 1 & -\frac{1}{2} & -\frac{1}{2}\\ 0 & \sqrt{3}/2 & -\sqrt{3}/2\end{pmatrix}\begin{pmatrix} v_a\\ v_b\\ v_c \end{pmatrix}$$其中,$V_s$表示空间矢量表示。

3.空间矢量模量:空间矢量模量的大小表示输出电压的幅值,可以通过以下公式计算:$$V=\sqrt{V_s^2}=\sqrt{V_a^2 + V_b^2 + V_c^2}$$4.空间矢量相位:空间矢量相位表示输出电压的相位位置,可以通过以下公式计算:$$\theta=\tan^{-1}(\frac{V_b}{V_a})$$5.确定电压矢量分量:根据设定的输出电压幅值和相位,可以计算出两个主要输出电压分量$V_d$和$V_q$,分别代表感应电机电流的直流成分和交流成分。

6.电压矢量分解:通过将输出电压分解为两个主要分量$V_d$和$V_q$,可以表示为:$$V_d=V_s\cos(\theta - \gamma)$$$$V_q=V_s\sin(\theta - \gamma)$$其中,$V_s$为空间矢量模量,$\theta$为空间矢量相位,$\gamma$为极坐标相角,用来调整电压波形的对称性。

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1空间电压矢量调制SVPWM 技术SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法,是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波,能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。

空间电压矢量PWM与传统的正弦PWM不同,它是从三相输出电压的整体效果出发,着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。

SVPWM技术与SPWM相比较,绕组电流波形的谐波成分小,使得电机转矩脉动降低,旋转磁场更逼近圆形,而且使直流母线电压的利用率有了很大提高,且更易于实现数字化。

下面将对该算法进行详细分析阐述。

1.1SVPWM基本原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理,即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合,使其平均值与给定电压矢量相等。

在某个时刻,电压矢量旋转到某个区域中,可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。

两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加,从而控制各个电压矢量的作用时间,使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转,通过逆变器的不同开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆,并由两者的比较结果来决定逆变器的开关状态,从而形成PWM 波形。

逆变电路如图 2-8 示。

设直流母线侧电压为Udc,逆变器输出的三相相电压为UA、UB、UC,其分别加在空间上互差120°的三相平面静止坐标系上,可以定义三个电压空间矢量 UA(t)、UB(t)、UC(t),它们的方向始终在各相的轴线上,而大小则随时间按正弦规律做变化,时间相位互差120°。

假设Um 为相电压有效值,f 为电源频率,则有:⎪⎩⎪⎨⎧+=-==)3/2cos()()3/2cos()()cos()(πθπθθm Cm B m A U t U U t U U t U (2-27) 其中,ft πθ2=,则三相电压空间矢量相加的合成空间矢量 U(t)就可以表示为:θππj m j C j B A e U e U e U U Us 233/43/2=++= (2-28)可见 U(t)是一个旋转的空间矢量,它的幅值为相电压峰值的1.5倍,Um 为相电压峰值,且以角频率ω=2πf 按逆时针方向匀速旋转的空间矢量,而空间矢量 U(t)在三相坐标轴(a ,b ,c )上的投影就是对称的三相正弦量。

图 2-8 逆变电路由于逆变器三相桥臂共有6个开关管,为了研究各相上下桥臂不同开关组合时逆变器输出的空间电压矢量,特定义开关函数 Sx ( x = a 、b 、c) 为:⎩⎨⎧=下桥臂导通上桥臂导通01x S (2-30)(Sa 、Sb 、Sc)的全部可能组合共有八个,包括6个非零矢量 Ul(001)、U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110)、和两个零矢量U0(000)、U7(111),下面以其中一 种开关 组 合为 例分 析,假设Sx ( x= a 、b 、c)= (100), 此 时UdcUa UbUc 矢矢U4矢100矢N⎪⎩⎪⎨⎧=++=-=--===0,,0,cNbN aN c d cN aN dc bN aN dc ca bc dc ab U U U U U U U U U U U U U U(2-30)求解上述方程可得:Uan=2Ud /3、UbN=-U d/3、UcN=-Ud /3。

同理可计算出其它各种组合下的空间电压矢量,列表如下:表 2-1 开关状态与相电压和线电压的对应关系Sa Sb Sc 矢量符号线电压相电压 UabUbc Uca UaN UbN UcN 0 0 0 U0 0 0 0 01 0 0 U4 Udc 0 -Udc dc U 32 dc U 31-dc U 31- 1 1 0 U6 0 Udc -Udc dc U 31 dc U 31 dc U 32- 0 1 0 U2 -Udc Udc 0 dc U 31- dc U 32 dc U 31-11U3-Udc-Udcdc U 32-dc U 31dc U 310 0 1 U1 0 -Udc Udc dc U 31-dc U 31- dc U 32 1 0 1 U5 Udc -Udc 0 dc U 31dc U 32-dc U 31111U70 0 0图 2-9 给出了八个基本电压空间矢量的大小和位置。

图 2-9 电压空间矢量图其中非零矢量的幅值(相电压幅值)相同(模长为 2Udc/3),相邻的矢量间隔为60°,而两个零矢量幅值为零,位于中心。

在每一个扇区,选择相邻的两个电压矢量以及零矢量,按照伏秒平衡的原则来合成每个扇区内的任意电压矢量,即:(2-31)或者等效成下式:00****T U T U T U T U y y x x ref ++=(2-32)其中,Uref 为期望电压矢量;T 为采样周期;Tx 、Ty 、T0分别为对应两个非零电压矢量 Ux 、Uy 和零电压矢量 U 0在一个采样周期内的作用时间;其中U0包括了U0和U7两个零矢量。

式(2-32)的意义是,矢量 Uref 在 T 时间内所产生的积分效果值和 Ux 、Uy 、U 0 分别在时间 Tx 、Ty 、T0内产生的积分效果相加总和值相同。

由于三相正弦波电压在电压空间向量中合成一个等效的旋转电压,其旋转速度是输入电源角频率,等效旋转电压的轨迹将是如图2-9 所示的圆形。

所以要产生三相正弦波电压,可以利用以上电压向量合成的技术,在电压空间向量上,将设定的电压向量由U4(100)位置开始,每一次增加一个小增量,每一个小增量设定电压向量可以用该区中相邻的两个基本非零向量与零电压向量予以合成,如此所得到的设定电压向量就等效于一个在电压空间向量平面上平滑旋转的电压空间向量,从而达到电压空间向量脉宽调制的目的。

1.2 SVPWM 法则推导三相电压给定所合成的电压向量旋转角速度为ω=2πf ,旋转一周所需的时间为 T =1/ f ;若载波频率是 fs ,则频率比为 R = f s / f 。

这样将电压旋转平面等切割成R 个小增量(表示电压合成矢量旋转一个周期对应的时间为R 个Tc,而Tc 为采样周期,时间不变,则知R 越大,电压合成矢量旋转一周的时间越长,即调制波f 的频率越低),亦即设定电压向量每次增量的角度是 :γ=2π/ R =2πf/fs=2πTs/T 。

今假设欲合成的电压向量Uref 在第Ⅰ区中第一个增量的位置,如图2-10所示,欲用 U4、U6、U0 及 U7 合成,用平均值等效可得:U ref*Tz =U 4*T4 +U 6*T6 。

图 2-10 电压空间向量在第Ⅰ区的合成与分解在两相静止参考坐标系(α,β)中,令 Uref 和 U4 间的夹角是θ,由正弦定理可得 (2-33)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-------=--+=轴轴βπθαπθ3sin ||sin ||3cos ||||cos ||666644U T T U U T T U T T U s ref s s ref因为 |U 4 |=|U 6|=2/3Udc (相电压幅值) ,到各矢量的状态保持时间为:Ts T 4= θθsin 2||3cos 2||3UdUref Ud Uref - Ts T 6=Ud Uref θsin ||3即:(2-34)式中 m 为 SVPWM 调制系数(调制比), m =UdUref ||3 。

而零电压向量所分配的时间为:T7=T0=(TS-T4-T6)/2 (2-35)或者T7 =(TS-T4-T6 ) (2-36)得到以 U4、U6、U7 及 U0 合成的 Uref 的时间后,接下来就是如何产生实际的脉宽调制波形。

在SVPWM 调制方案中,零矢量的选择是最具灵活性的,适当选择零矢量,可最大限度地减少开关次数,尽可能避免在负载电流较大的时刻的开关动作,最大限度地减少开关损耗。

一个开关周期中空间矢量按分时方式发生作用,在时间上构成一个空间矢量的序列,空间矢量的序列组织方式有多种,按照空间矢量的对称性分类,可分为两相开关换流与三相开关换流。

下面对常用的序列做分别介绍。

1.2.1 7段式SVPWM我们以减少开关次数为目标,将基本矢量作用顺序的分配原则选定为:在每次开关状态转换时,只改变其中一相的开关状态。

并且对零矢量在时间上进行了平均分配,以使产生的 PWM 对称,从而有效地降低 PWM 的谐波分量。

当U4(100)切换至U0(000)时,只需改变 A 相上下一对切换开关,若由U4(100)切换至U7(111)则需改变 B、C 相上下两对切换开关,增加了一倍的切换损失。

因此要改变电压向量U4(100)、U2(010)、U1(001)的大小,需配合零电压向量 U0(000),而要改变 U6(110)、U3(011)、U5(101),需配合零电压向量 U7(111)。

这样通过在不同区间内安排不同的开关切换顺序,就可以获得对称的输出波形,其它各扇区的开关切换顺序如表 2-2 所示。

S表 2-2 Uref所在的位置和开关切换顺序对照序UREF 所在的位置开关切换顺序三相波形图Ⅰ区(0°≤θ≤60°)…0-4-6-7-7-6-4-0…TsT0/2T4/2T6/2T7/2T7/2T6/2T4/2T0/20111111000111100001000Ⅱ区(60°≤θ≤120°)…0-2-6-7-7-6-2-0…TsT0/2T2/2T6/2T7/2T7/2T6/2T2/2T0/20011110001111110001000Ⅲ区(120°≤θ≤180°)…0-2-3-7-7-3-2-0…TsT0/2T2/2T32T7/2T7/2T3/2T2/2T0/20001010001111110011110Ⅳ区(180°≤θ≤240°)…0-1-3-7-7-3-1-0…Ⅴ区(240°≤θ≤300°)…0-1-5-7-7-5-1-0…TsT0/2T1/2T5/2T7/2T7/2T5/2T1/2T0/20011110000011000111111Ⅵ区(300°≤θ≤360°)…0-4-5-7-7-5-4-0…TsT0/2T4/2T5/2T7/2T7/2T5/2T4/2T0/20111111000011000011110以第Ⅰ扇区为例,其所产生的三相波调制波形在时间 TS 时段中如图所示,图中电压向量出现的先后顺序为 U0、U4、U6、U7、U7、U6、U4、U0,各电压向量的三相波形则与表 2-2 中的开关表示符号相对应。

再下一个 TS 时段,Uref 的角度增加一个γ,利用式(2-33)可以重新计算新的 T0、T4、T6 及 T7 值,得到新的合成三相类似(3-4)所示的三相波形;这样每一个载波周期TS就会合成一个新的矢量,随着θ的逐渐增大,Uref 将依序进入第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区。

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