SVPWM原理实用教案

1、图3 三相(sn xin)逆变器-异步电动机调速系统主电路原理图 开关(kigun)工作状态 采用180导通型，功率开关器件共有8种工作状态，其中(qzhng)6 种有效开关状态，2 种零状态（这时逆变器没有输出电压）第1页/共21页第一页，共22页。开关开关(kigun)函数与开关函数与开关(kigun)模式模式 定义开关函数定义开关函数: 1 当上桥臂器件导通时当上桥臂器件导通时 Si= 0 当下桥臂器件导通时当下桥臂器件导通时 ( i=A,B,C) 则每一时刻的则每一时刻的us将由此时的三个开关函数值唯一确定将由此时的三个开关函数值唯一确定,记作记作us(SA,SB,SC),并称并称 (

2、SA,SB,SC)在不同数值下的组合在不同数值下的组合(zh)为变频器的开关模式（开关代码）为变频器的开关模式（开关代码）.第2页/共21页第二页，共22页。开关(kigun)状态表第3页/共21页第三页，共22页。 （a）开关(kigun)模式分析 设工作周期从100状态(zhungti)开始，这时VT6、VT1、VT2导通，其等效电路如图所示。各相对直流电源中点的电压幅值为 UAO = Ud / 2 UBO = UCO = - Ud /2O+- -iCUdiAiBidVT1VT6VT2 开关(kigun)控制模式第4页/共21页第四页，共22页。（b）工作状态100的合成电压(diny)空

3、间矢量 由图可知，三相的合成空间矢量为 u1，其幅值等于Ud，方向沿A轴（即X轴）。 u1 存在的时间为/3，之后，工作(gngzu)状态转为110。 u1uAO-uCO-uBOABCoojCOjBOAOeUeUUu2401201第5页/共21页第五页，共22页。（c）工作状态(zhungti)110的合成电压空间矢量 和上面的分析相似，合成(hchng)空间矢量变成图中的 u2 ，它在空间上滞后于u1 的相位为 /3 弧度，存在的时间也是 /3 。 u2uAO-uCOuBOABC第6页/共21页第六页，共22页。（d）每个周期的六边形合成电压(diny)空间矢量 随着逆变器工作状态的切换，电

4、压空间矢量的幅值不变，而相位每次旋转 /3 ，直到一个(y )周期结束。 在一个(y )周期中 6 个电压空间矢量共转过 2 弧度，形成一个(y )封闭的正六边形，如图所示。 u1u2u3u4u5u6u7 u8第7页/共21页第七页，共22页。图7 电压空间矢量(shling)的放射形式和6个扇区 电压(diny)空间矢量的扇区（Sector）划分第8页/共21页第八页，共22页。 线性组合方法(fngf)（以在区域I为例说明）图6 电压空间(kngjin)矢量的线性组合 设在一个换相周期时间T0 内，可用两个矢量之和表示(biosh)由两个矢量线性组合后的新电压矢量us ，其相位为 。sin

5、jcosss202101suuuuuTtTt（10） 第9页/共21页第九页，共22页。 作用时间(shjin)的确定根据各个开关(kigun)状态的线电压表达式可以推出020201d0201d0201d3 j0201d3 jd02d01s23j223j213sinj3coseeTtTtTtUTtTtUTtTtUTtTtUUTtUTtu（11）第10页/共21页第十页，共22页。 比较式（10）和式（11），令实数项和虚数(xsh)项分别相等，则d0201s2cosUTtTtud02s23sinUTtu第11页/共21页第十一页，共22页。 解 t1和 t2 ，得 102sin()33rdtU

6、TUds02sin32UTtu第12页/共21页第十二页，共22页。 零矢量(shling)的使用 换相周期 T0 应由旋转磁场所需的频率决定， 设零矢量(shling) u7 和 u8 的作用时间为t7和t8。为了减少功率器件的开关次数，一般使 u7 和 u8 各占一半时间，因此)(2121087ttTtt（16） 0第13页/共21页第十三页，共22页。 开关状态(zhungti)顺序原则 在实际系统中，应该尽量减少开关(kigun)状态变化时引起的开关(kigun)损耗，因此不同开关(kigun)状态的顺序必须遵守下述原则：每次切换开关(kigun)状态时，只切换一个功率开关(kigun

7、)器件，以使开关(kigun)损耗最小。 第14页/共21页第十四页，共22页。 T0 区间(q jin)的电压波形 图8 第扇区内一段T0区间的开关序列(xli)与逆变器三相电压波形虚线间的每一小段表示一种(y zhn)工作状态 第15页/共21页第十五页，共22页。利用(lyng)电压空间矢量直接生成三相PWM波，计算简便。采用SVPWM控制时，逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比一般的SPWM逆变器输出电压提高了15%。第16页/共21页第十六页，共22页。PWM控制目标控制目标电压正弦波SPWM 电流正弦波CHBPWM圆形旋转磁场SVPWM消除(xioch)指定次数谐波SHEPW

8、M第17页/共21页第十七页，共22页。导通开关模式(msh)的次序：7-1-2-8-2-1-77u1u2u8uT40T24T26T40T40T26T24T40T7u8u2u1u第18页/共21页第十八页，共22页。2低开关损耗模式(msh) SaSbSc7u1u2uT20T24T6T24T20T1u7u5(001)u3(010)u4(011)u1(100)u6(101)u2(110)u SVPWM在6个扇区的对称调制(tiozh)模式 7-5-4-8-4-5-77-1-6-8-6-1-77-1-2-8-2-1-7一个周期T中的开关(kigun)次数将由6次减少到4次，使开关(kigun)损耗有所降低 。 把u8改成u7并移到两边去 。第19页/共21页第十九页，共22页。SVPWM 比 SPWM 的直流利用率提高(t go)了15.47% max()1.0loutlinUUVIVRC3 MSPWMSVPWM基波相电基波相电压幅值压幅值基波线电基波线电压幅值压幅值33333233222loutmdlinlinUUUUU12dU33dU32dUdU对不控整流桥，有2dlinUU即：第20页/共21页第二十页，共22页。谢谢您的观看(gunkn)！第21页/共21页第二十一页，共22页。NoImage内容(nirng)总结图3 三相逆变器-异步电动机调速系统(xtng)主电路原理图