作者寄语:在公众号(浅谈电机控制)中以小文章的形式记录自己学习SVPWM的过程。有时候自学未免出现理解错误的地方,所以烦请学友们批评指正。
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一、SVPWM需要解决的问题
有关SVPWM的定义和作用,在上一篇文章中已经重点总结过了,所以这里就不再介绍。本节就只说明SVPWM仿真搭建时需要注意和解决的几个问题。
(1)、电压空间矢量所在扇区的判断;
(2)、基本矢量作用时间的计算;
(3)、基本矢量的作用顺序及扇区切换点时间确定。
只要解决以上3个问题,就能实现SVPWM。
1、电压空间矢量所在扇区的判断
判断参考电压矢量Uout所在扇区的目的是确定本开关周期内所使用的基本电压矢量。用Ualpha和Ubate来表示参考电压矢量在alpha、bate轴上的分量。定义三个变量:
图2 参考电压空间矢量Uout
注:(为什么设Uref1~3,去公众号(浅谈电机控制)中看SVPWM学习,在每个扇区中作用时间都是由假设值组成)。
2、基本电压矢量作用时间的计算
3、基本矢量的作用顺序
注、扇区矢量切换点的确定(这个自学的时候困扰了我好久)
Ta、Tb和Tc是调制比值。表中的排列逻辑可以参照图3.
二、SVPWM仿真搭建
(1)、电压控制器模块
这个模块得到的就是想得到的期望电压矢量。
(2)电压矢量所处扇区的判断
(3)扇区基本电压矢量的工作时间计算模块
(a)
(b)
(4)开关切换时间
(a)
(b)
(5)SVPWM发波生成模块
SVPWM整体仿真模型
三、波形分析
(a)
图(a)中N的值为1,表示参考电压矢量在第二扇区。结合二扇区的7段式的发波,验证模型的正确性。
(a)七段式的发波
(b)仿真验证
(c)马鞍波
图c是由SVPWM得到的调制波形,由图可以看出调制波形呈马鞍波形,这样有利于提高直流电压利用率,能有效地抑制谐波。
(d)逆变器输出的线电压
(e)逆变器输出的相电压
从图d和图e可知,SVPWM控制方式能够较好地实现对逆变器控制。线电压波形为三电平,其幅值为直流电压值。
四、小结
SVPWM到底是什么?
SVPWM是把逆变器和电机看作是一个整体来考虑,按照产生的圆形旋转磁场来控制逆变器的输出电压。
五、参考文献
[1]张恩寿, et al."基于电压比较的SVPWM推导及其嵌入式实现." 电子设计工程 29.19(2021):69-74. doi:10.14022/j.issn1674-6236.2021.19.014.
[2]严海龙, et al."SVPWM关键问题研究及方法统一." 电子质量 .06(2021):1-4.