svpwm空间矢量控制原理ppt课件

1、空间矢量控制svpwm1模型等效原那么：众所周知，交流电机三相对称的静止绕组 A 、B 、C ，通以三相平衡的正弦电流时，所产生的合成磁动势是旋转磁动势F，它在空间呈正弦分布，以同步转速w1即电流的角频率顺着 A-B-C 的相序旋转。这样的物理模型如图1-1a所示。然而，旋转磁动势并不一定非要三相不可，除单相以外，二相、三相、四相、 等恣意对称的多相绕组，通以平衡的多相电流，都能产生旋转磁动势，当然以两相最为简单。图1-1b中绘出了两相静止绕组a 和 b ，它们在空间互差90，通以时间上互差90的两相平衡交流电流，也产生旋转磁动势F 。再看图1-1c中的两个相互垂直的绕组M 和 T，通以直流电

2、流M i 和T i ，产生合成磁动势F ，假设让包含两个绕组在内的整个铁心以同步转速旋转，那么磁动势F 自然也随之旋转起来，成为旋转磁动势。把这个旋转磁动势的大小和转速也控制成与图 1-1a 一样，那么这三套绕组就等效了。2三相-两相变换3S/2S变换在三相静止绕组A、B、C 和两相静止绕组a、b 之间的变换，简称3S/2S 变换。其电流关系为ii322323021211iCiBiA3两相两相旋转变换2S/2R变换iTiMcossinsincosii同步旋转坐标系中轴向电流分量与a, b, o坐标系中轴向电流分量的转换关系为=可以推导出，三相逆变器输出的相电压矢量Uu、Uv、UwT与开关形状矢

3、量a、b、c T的关系为： 将上式代入电压空间矢量公式：Uout=得到相应逆变器任务方式与输出电压的关系，如下表UwUvUu3Ud211121112cba=323/43/2jjUweUveUu逆变器任务于开关形状, 输出电压不能够是延续变化的, 所以和逆变器输出电压相对应的电压空间矢量也不能够延续变化在空间矢量调制中, 可以引入“一个时间间隔内的平均电压空间矢量uav 这一概念, 并设法使平均电压空间矢量在复数平面以不变的长度恒速旋转, 即可得到SVPWM脉宽调制波形。为了构成这个uav , 可将每个TI 分成4 个阶段, 各个阶段中逆变器的电压空间矢量可依次为u0、u1、u2、u7 , 也可

4、以是u7、u2、u1、u0。由于每个TI中, uav对时间的积分应等于逆变器输出电压空间矢量对时间的积分, 即可得出:uav TI = u0 t0 + u1 t1 + u2 t2 + u7 t7 式中, TI = t0 + t1 + t2 + t7 ; t0、t1、t2、t7、为u0、u1、u2、u7 停留的时间。由于u0 = u7 = 0, 所以:uav = u1+ u2由图中的三角关系可得到:U1=式中, Uav为矢量uav的长度; U1 为矢量u1 的长度,U1 =11Tt)120sin()60sin(Uav32Ud3UdUav3UdUavTI sin () 由此可得出:t1 = 同理,

5、t2 = sin (60-) t0 + t7 = TI - ( t1 + t2 ) = TI - tm 式中, tm 为有效调制时间。假设uav位于其他扇区,计算公式相仿, 只需把公式中u1、u2 换成该扇区边境上的电压矢量就可以了。扇区时, 可得三相脉宽时间为:tA = 2 ( t1 + t2 + t7 )tB = 2 ( t2 + t7 )tC = 2 t7将式7、式8 和式9 代入上式, 并思索到t0 = t7 ,可得:tA = KTI sin (60-) + sin + TItB = KTI - sin (60-) + sin + TItc = KTI - sin (60-) - si

6、n + TIK =3UdUav2算法分析算法分析SPWM生成原理采用对称规那么采样生成原理采用对称规那么采样法法, 如如2所示。所示。 2TcT2= (1 +M sin1 te ) (1)式中, te 为采样时间, 间隙时间为:t1 = t3 =21(Tc-T2) (2)上式中, Tc 为一个载波周期时间, M =UM /UC , 是调制深度系数, UM 为调制波幅值, UC 为载波幅值。可推行到任一调制函数u ( t) 。 采用对称规那么采样法时的脉宽间为: t =1+ 将tA、tB 、tC 代入上式(注: 2TI = Tc )得平均电压 矢量位于第一扇区时隐含调制函数为: uyA = Kc

7、os (- 30) uyB = 3Ksin (- 30) uyC = - Kcos (- 30) 经过这些根本的空间矢量可以将整个空间划分成6 个扇区。思索图中所示的空间电压矢量Uout，可以由S U a、S U b表示其在静止坐标系中的轴，轴上的分量。现以S U a、S U b作为输入信号，以直流母线电压DC U 作参数，经过计算处置后可得到所需的6 路PWM。根据给定电压空间矢量在空间三相坐标系的投影的正负可以判别该电压空间矢量位于哪个扇区。2TcUcteU)(2TcUcteu )(1当载波幅值UC 为1 时t =可得:u ( te ) =Tct2-1因此记： a v , b v , c v 为其在三相坐标上的投影标量：av=sUcos60 bv=- sU+ sin30 sUcv=- sUcos60- sUsin30 根据以上公式，可由以下规那么确定空间电压矢量