空间电压矢量调制(电压空间矢量pwm控制方法)

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SVPWM属于矢量控制技术吗

SVPWM和矢量控制混在一起是商家的技术模糊促销手段,在市面上我们经常看到采用电压矢量控制和采用电流矢量控制两种说法。前者指的是SVPWM,后者就是矢量控制(包括无传感和有传感)。

尽管SVPWM与矢量控制在名称上有些相似,但它们实际上是完全不同的概念。SVPWM是一种逆变方法,而矢量控制则是一种控制算法。从本质上讲,它们分别处理的是逆变过程和电机控制策略。两者之间的关系在于,矢量控制通过计算得出三相定子电压的具体数值,然后利用SVPWM技术将其应用于电机控制。

首先,SVPWM是一种先进的电压矢量控制策略,它能够实现高效率的电机驱动。与SPWM(正弦脉宽调制)相比,SVPWM通过合成三个空间矢量,产生近似正弦的输出电压,从而提高电机效率。这三个矢量以120度相位差分布,形成了一个旋转的电压矢量,用于控制电机。

矢量控制把定子电流分解成了磁场电流和转矩电流,这两个电流 进入电流环,和电流环的设定分别进行控制,并不是SVPWM的输入。

变频器通过空间电压矢量控制的原理是控制电动机的气隙磁通,减小低频时异步电动机的转矩脉动,因为电压矢量的积分是磁通矢量,其实质是磁通轨迹控制。因此这种控制方式较V/F控制性能有所提高,能基本满足0~50Hz频率段的性能要求,适用于一般传动精度较低的拖动设备上。

空间电压矢量控制变频调速原理

1、以内切多边形逼近圆的方式进行控制。空间电压矢量,又名“电压空间矢量”,和空间电流矢量、磁通矢量一样,是变频调速系统控制矢量的一种。空间电压矢量是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。

2、矢量控制技术是一种先进的电机调速方法,其核心原理在于通过坐标变换,将复杂的三相交流电机系统转化为M-T两相模型。这种转换使得我们可以将定子电流分解为磁通分量和转矩分量,这两个直流分量直接反映了电机运行的关键特性。

3、变频器的核心工作原理基于电机同步转速与频率成正比的特性,通过改变频率来调节电动机转速,是一种高效、高性能的调速手段。

4、利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。现使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

SVPWM过调制

1、过调制现象指的是控制器输出的参考电压超越逆变器最大电压矢量能力的情况。此时,需要人为调整参考电压以维持系统稳定运行。SVPWM通过相邻两个电压矢量在一个载波周期内合成参考电压,合成电压最大不超过构成的正六边形。在合成参考电压时,电压矢量的合成受到正六边形内切圆最大值的限制。

2、在探讨SVPWM(空间矢量脉宽调制)过调制时,首先需要明确线性调制区的概念。线性调制区指的是调制范围在输出极限六边形的内切圆内,这一区间内,参考电压调制比保持在0至1之间,相对应的输出电压调制比则在0至0.9069区间内波动。

3、过调制是指调制信号峰值超过系统或设备的最大允许值的状态。在非线性调制区域进行信号调制,目的是提高电压利用率。过调制分为一区和二区。一区过调制是指保持参考电压矢量u*的相角不变,只修正其幅值,以减少谐波,使u*超出正六边形的轨迹被限制到边界up*上,并在基础矢量上下αg角度内修正u*。

4、过调制的目的是为了确保,即使在Vref过大的情况下,电机控制信号也能保持在六边形内切圆内,从而实现平稳旋转。在实际应用中,过调制算法会自动调整Vref的幅度,使其轨迹始终位于六边形内。从结果角度来看,过调制的核心在于限制PHA、PHB、PHC这三种控制信号的值,确保它们不超过单片机寄存器的可用范围。

svpwm控制原理

空间矢量脉宽调制(SVPWM)的控制原理主要思想是将三相交流电机等效为直流电机,并通过跟踪圆形磁场来实现控制。 永久磁铁同步电机(PMSM)可以被想象成两块同心的磁铁,这两块磁铁是相互吸引的。因此,当外部磁铁绕组围绕圆心转动时,内部的磁铁也会跟随转动。这就是PMSM的基本工作原理。

SVPWM 的理论基础是平均值等效原理,即在一个开关周期Tpwm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非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。

SVPWM的工作原理是基于三相对称电动机定子的理想磁链圆,通过三相逆变器的巧妙切换,生成一系列PWM波,以模拟实际磁链矢量追踪理想磁链圆。它与传统的SPWM方法不同,SVPWM将逆变系统和电机视为一个整体,简化了模型,便于实时控制。

SVPWM是一种先进的控制方法,利用三相功率逆变器的六个开关元件生成特定模式的脉宽调制波,使输出电流接近理想的正弦波。与SPWM相比,它关注整体输出效果,力求电机磁链轨迹为理想圆形,降低旋转磁场的脉动,提高直流母线电压利用率,并易于数字化。