文档介绍：电力电子课程作业学号:20151800244研究生姓名****斌学科名称:SVPWM的控制算法指导教师:田立欣第一章SVPWM简介SVPWM是近年发展的一种比较新颖的矢量控制方法,是由三相功率逆变器的六个功率元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波,能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波。空间电压矢量PWM与传统的正弦波的PWM不同,它是从三相输出电压的整体小效果出发,着眼于使电机获得理想圆形磁链轨迹。SVPWM技术与SPWM相比较,绕组电流波形的谐波成分小,电机转矩脉动低,旋转磁场旋转磁场更逼近圆形,而且使直流母线电压的利用率有很大提高,更易于实现数字化等特点。SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准,以三相逆变器不同开关模式作适当的切换,从而形成PWM波,以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发,以生成一个可调频调压的正弦波电源,而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑,模型比较简单,也便于微处理器的实时控制。,SVPWM的控制方案分为三个部分,即三相电压的区间分配、矢量合成的最佳序列选择和控制算法。电压的区间分配直接影响到具体的控制算法,矢量合成序列选择的不同则关系到开关损耗和谐波分量。在前一章中,详细地分析了SVPWM技术的基本调制算法。从中我们可知要实现SVPWM信号的实时调制,首先需要知道参考电压矢量所在的区间位置,然后利用所在的扇区的相邻两电压矢量和适当的零矢量来合成参考电压矢量。所以SVPWM算法的基本步骤为:判断所在的扇区;计算相邻两开关电压矢量作用的时间;根据开关电压矢量作用时间合成为三相PWM信号;图2-1:电压空间基本矢量图图2-1是在坐标系中描述的电压空间矢量图,电压矢量调制的控制指令是矢量控制系统给出的矢量信号,它以某一角频率在空间逆时针旋转,当它旋转到矢量图的某个扇区中时,系统选中该区间的所需的基本电压空间矢量,并以此矢量所对应的状态去驱动功率开关元件动作。当控制矢量在空间旋转后,逆变器就能输出一个周期的正弦波电压。在高性能的交流调速及三相逆变系统中,通常采用三相轴系到坐标系的变换。闭环控制系统中,参考电压矢量的分量和通过闭环控制器的输出很容易获得;开环控制系统中,将期望输出的电压映射到坐标系中就可以获得这两个分量。这两个分量在扇区I中与参考电压矢量的关系如图2-2所示。获得这两个分量后,空间电压矢量调制就可以比较容易的实现了。图2-2:.1坐标转换的基本思路如果能将交流电动机的物理模型等效地变换成类似直流电动机的模型,分析和控制就可以大大简化。坐标变换正是按照这条思路进行的。在这里,不同坐标系中电动机模型等效原则是:在不同坐标下绕组所产生的合成磁动势相等。在交流电动机三相对称的静止绕组A、B、C中,通以三相平衡的正弦电流,,时,所产生的合成磁动势F,它在空间呈正弦分布,以同步转速(即电流角频率)顺着A-B-C的相序旋转。这样的物理模型绘于图2-3中的定子部分。图2-3二极直流电动机的物理模型F-励磁绕组A-电枢绕组C-补偿绕组图2-4等效的交流电动机绕组和直流电动机绕组物理模型(a)三相交流绕组(b)两相交流绕组(c)旋转的直流绕组然而,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……等任意对称的多相绕组,通入平衡的多相电流,都能产生旋转磁动势,当然以两相最为简单。图2-4中绘出了两相静止绕组α和β,它们在空间互差900,通入时间上互差900的两相平衡交流电流,也能产生旋转磁动势F。当图2-4a和b的两个旋转磁动势大小和转速都相等时,即认为图2-4b的两相绕组与图2-4a的三相绕组等效。再看图2-4c中的两个匝数相等且互相垂直的绕组d和q,其中分别通过以直流电流和,产生合成磁动势F,其位置相对于绕组来说是固定的。如果认为地让包含两个绕组在内的整个铁芯以同步转速旋转,则磁动势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呈与图2-4a和图2-4b中的旋转磁动势一样,那么这套旋转的直流绕组也就和前面两套固定的交流绕组都等效了。当观察着也站到铁芯上和绕组一起旋转时,在他看来,d和q是两个通入直流而相互垂直的静止绕组。如果控制磁通的位置在d轴上,就和图2-3的直流电机物理模型没有本质上区别了。这时,绕组d相当于励磁绕组,q相当于伪静止的电枢绕组。由此可见,以产生同样的旋转磁动势为准则,图2-4a的三相交流绕组、图2-4b的两相交流绕组和图2-4c中整体旋转彼此等效。或者说,在三相坐标系下的,,和在两相坐标系下的、以及在旋转两相坐标系下的直流、都是等效的,它们能产生相同的旋转磁动势。