SVPWM电压矢量控制-1.ppt

电压空间矢量PWM（SVPWM）控制技术 空间矢量的定义 空间矢量的合成 空间矢量的定义 空间矢量表达式 空间矢量表达式 空间矢量表达式 空间矢量表达式 空间矢量表达式 电压与磁链空间矢量的关系 电压与磁链空间矢量的关系 电压与磁链空间矢量的关系 电压空间矢量 8个基本空间矢量 8个基本空间矢量 8个基本空间矢量 基本电压空间矢量图 正六边形空间旋转磁场 正六边形空间旋转磁场 正六边形空间旋转磁场 正六边形空间旋转磁场 正六边形空间旋转磁场 正六边形空间旋转磁场 正六边形空间旋转磁场 期望电压空间矢量的合成 期望电压空间矢量的合成 期望电压空间矢量的合成 期望电压空间矢量的合成 期望电压空间矢量的合成 期望电压空间矢量的合成 期望电压空间矢量的合成 期望电压空间矢量的合成 期望电压空间矢量的合成 SVPWM的实现 零矢量集中的实现方法 零矢量集中的实现方法 零矢量分散的实现方法 零矢量分散的实现方法 零矢量分散的实现方法 SVPWM 开关函数 总体仿真图 两个基本矢量作用时间之和应满足 当 输出电压矢量最大幅值 当定子相电压为三相平衡正弦电压时，三相合成矢量幅值 基波相电压最大幅值 基波线电压最大幅值 SPWM的基波线电压最大幅值为 两者之比 SVPWM方式的逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比SPWM逆变器输出电压最多提高了约15%。 通常以开关损耗和谐波分量都较小为原则，来安排基本矢量和零矢量的作用顺序，一般在减少开关次数的同时，尽量使PWM输出波型对称，以减少谐波分量。 按照对称原则，将两个基本电压矢量的作用时间平分为二后，安放在开关周期的首端和末端。 零矢量的作用时间放在开关周期的中间，并按开关次数最少的原则选择零矢量。 在一个开关周期内，有一相的状态保持不变，从一个矢量切换到另一个矢量时，只有一相状态发生变化，因而开关次数少，开关损耗小。 图5-29 零矢量集中的SVPWM实现 将零矢量平均分为4份，在开关周期的首、尾各放1份，在中间放两份。 将两个基本电压矢量的作用时间平分为二后，插在零矢量间。 按开关次数最少的原则选择矢量。 图5-30 零矢量分布的SVPWM实现 每个周期均以零矢量开始，并以零矢量结束。 从一个矢量切换到另一个矢量时，只有一相状态发生变化。 在一个开关周期内，三相状态均各变化一次，开关损耗略大于零矢量集中的方法。 总体仿真图 激励 Ed-Uabc * * 把逆变器和交流电动机视为一体，以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作，这种控制方法称作“磁链跟踪控制”，磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量实现的，所以又称“电压空间矢量PWM（SVPWM，Space Vector PWM）控制”。 交流电动机绕组的电压、电流、磁链等物理量都是随时间变化的，如果考虑到它们所在绕组的空间位置，可以定义为空间矢量。 定义三相定子电压空间矢量 k为待定系数 三相合成矢量 图5-21 电压空间矢量 的合成矢量 定子电流空间矢量 定子磁链空间矢量 空间矢量功率表达式 共轭矢量 考虑到 三相瞬时功率 按空间矢量功率与三相瞬时功率相等的原则 当定子相电压为三相平衡正弦电压时，三相合成矢量 以电源角频率为角速度作恒速旋转的空间矢量，幅值 在三相平衡正弦电压供电时，若电动机转速已稳定，则定子电流和磁链的空间矢量的幅值恒定，以电源角频率为电气角速度在空间作恒速旋转。 合成空间矢量表示的定子电压方程式 忽略定子电阻压降，定子合成电压与合成磁链空间矢量的近似关系为 或 当电动机由三相平衡正弦电压供电时，电动机定子磁链幅值恒定，其空间矢量以恒速旋转，磁链矢量顶端的运动轨迹呈圆形（简称为磁链圆）。 定子磁链矢量 定子电压矢量 图5-22 旋转磁场与电压空间矢量的运动轨迹 图5-23 电压矢量圆轨迹 直流电源中点O’和交流电动机中点O的电位不等，但合成电压矢量的表达式相等。 因此，三相合成电压空间矢量与参考点无关。 PWM逆变器共有8种工作状态 当 依此类推，可得8个基本空间矢量 。 当 2个零矢量 6个有效工作矢量 幅值为 空间互差 图5-24 基本电压空间矢量图 6个有效工作矢量完成一个周期，输出基波电压角频率 6个有效工作矢量 每个有效工作矢量作用 顺序分别作用△t时间，并使 k=1,2,3,4,5,6 定子磁链矢量的增量 定子磁链矢量运动方向与电压矢量相同，增量的幅值等于 定子磁链矢量的运动轨迹为 图5-25 定子磁链矢量增量 图5-26 正六边形定子磁链轨迹 在一个周期内，6个有效工作矢量顺序作用一次，定子磁链矢量是一个封闭的正六边