SVPWM原理ppt課件

1、SVPWM控制技術控制技術1;.圖圖3 三相逆變器三相逆變器-異步電動機調速系統(tǒng)主電路原理圖異步電動機調速系統(tǒng)主電路原理圖 開關義務外形開關義務外形 采用采用180導通型，功率開關器件共有導通型，功率開關器件共有8種義務外形，其中種義務外形，其中6 種有效開關外形，種有效開關外形，2 種零外種零外形這時逆變器沒有輸出電壓形這時逆變器沒有輸出電壓2開關函數(shù)與開關方式開關函數(shù)與開關方式定義開關函數(shù)定義開關函數(shù): 1 當上橋臂器件導通時當上橋臂器件導通時 Si= 0 當下橋臂器件導通時當下橋臂器件導通時 ( i=A,B,C)那么每一時辰的那么每一時辰的us將由此時的三個開關函數(shù)值獨一確定將由此時的三

2、個開關函數(shù)值獨一確定,記作記作us(SA,SB,SC),并稱并稱 (SA,SB,SC)在不同數(shù)值下的組合為變頻器的開關方式開關代碼在不同數(shù)值下的組合為變頻器的開關方式開關代碼.3開關外形表開關外形表4 a開關方式分析開關方式分析 設義務周期從設義務周期從100外形開場，這外形開場，這時時VT6、VT1、VT2導通，其等導通，其等效電路如以下圖。各相對直流電效電路如以下圖。各相對直流電源中點的電壓幅值為源中點的電壓幅值為 UAO = Ud / 2 UBO = UCO = - Ud /2O+- -iCUdiAiBidVT1VT6VT2 開關控制方式開關控制方式5b義務外形義務外形100的合成電壓空

3、間矢量的合成電壓空間矢量由圖可知，三相的合成空間矢量為由圖可知，三相的合成空間矢量為 u1，其幅值等于，其幅值等于Ud，方向沿，方向沿A軸即軸即X軸。軸。u1 存在的時間為存在的時間為/3，之后，義務外，之后，義務外形轉為形轉為110。 u1uAO-uCO-uBOABCoojCOjBOAOeUeUUu24012016c義務外形義務外形110的合成電壓空間矢量的合成電壓空間矢量 和上面的分析類似，合成空間矢和上面的分析類似，合成空間矢量變成圖中的量變成圖中的 u2 ，它在空間上滯，它在空間上滯后于后于u1 的相位為的相位為 /3 弧度，存在弧度，存在的時間也是的時間也是 /3 。 u2uAO-u

4、COuBOABC7d每個周期的六邊形合成電壓空間矢量每個周期的六邊形合成電壓空間矢量 隨著逆變器義務外形的切換，電壓隨著逆變器義務外形的切換，電壓空間矢量的幅值不變，而相位每次旋空間矢量的幅值不變，而相位每次旋轉轉 /3 ，直到一個周期終了。，直到一個周期終了。 在一個周期中在一個周期中 6 個電壓空間矢量個電壓空間矢量共轉過共轉過 2 弧度，構成一個封鎖的正弧度，構成一個封鎖的正六邊形，如以下圖。六邊形，如以下圖。 u1u2u3u4u5u6u7 u88圖圖7 電壓空間矢量的放射方式和電壓空間矢量的放射方式和6個扇區(qū)個扇區(qū) 電壓空間矢量的扇區(qū)電壓空間矢量的扇區(qū)Sector劃分劃分9 線性組合方

5、法以在區(qū)域線性組合方法以在區(qū)域I為例闡明為例闡明圖圖6 電壓空間矢量的線性組合電壓空間矢量的線性組合 設在一個換相周期時間設在一個換相周期時間T0 內，內，可用兩個矢量之和表示由兩個矢量可用兩個矢量之和表示由兩個矢量線性組合后的新電壓矢量線性組合后的新電壓矢量us ，其，其相位為相位為 。sinjcosss202101suuuuuTtTt10 10 作用時間確實定作用時間確實定根據(jù)各個開關外形的線電壓表達式可以推出根據(jù)各個開關外形的線電壓表達式可以推出020201d0201d0201d3 j0201d3 jd02d01s23j223j213sinj3coseeTtTtTtUTtTtUTtTtU

6、TtTtUUTtUTtu1111 比較式比較式10和式和式11，令實數(shù)項和虛數(shù)項分別相等，那么，令實數(shù)項和虛數(shù)項分別相等，那么d0201s2cosUTtTtud02s23sinUTtu12解解 t1和和 t2 ，得，得 102sin()33rdtUTUds02sin32UTtu13 零矢量的運用零矢量的運用 換相周期換相周期 T0 應由旋轉磁場所需的頻率決議，應由旋轉磁場所需的頻率決議， 設零矢量設零矢量 u7 和和 u8 的作用時間為的作用時間為t7和和t8。為了減少功率器件的開關次數(shù)，普通使為了減少功率器件的開關次數(shù)，普通使 u7 和和 u8 各占一半時間，因此各占一半時間，因此)(212

7、1087ttTtt16 014 開關外形順序原那么開關外形順序原那么 在實際系統(tǒng)中，應該盡量減少開關外形變化時引起的開關損耗，因此不同開關外形的在實際系統(tǒng)中，應該盡量減少開關外形變化時引起的開關損耗，因此不同開關外形的順序必需遵守下述原那么：每次切換開關外形時，只切換一個功率開關器件，以使開順序必需遵守下述原那么：每次切換開關外形時，只切換一個功率開關器件，以使開關損耗最小。關損耗最小。 15 T0 區(qū)間的電壓波形區(qū)間的電壓波形 圖圖8 第第扇區(qū)內一段扇區(qū)內一段T0區(qū)間的開關序列與逆變器三相電壓波形區(qū)間的開關序列與逆變器三相電壓波形虛線間的每一小虛線間的每一小段表示一種義務段表示一種義務外形外

8、形 16利用電壓空間矢量直接生成三相利用電壓空間矢量直接生成三相PWM波，計算簡便。波，計算簡便。采用采用SVPWM控制時，逆變器輸出線電壓基波最大值為直流側電壓，比普通的控制時，逆變器輸出線電壓基波最大值為直流側電壓，比普通的SPWM逆變器輸出電壓提高了逆變器輸出電壓提高了15%。17PWM控制目的電壓正弦波SPWM 電流正弦波CHBPWM圓形旋轉磁場SVPWM消除指定次數(shù)諧波SHEPWM18導通開關方式的次序：導通開關方式的次序：7-1-2-8-2-1-77u1u2u8uT40T24T26T40T40T26T24T40T7u8u2u1u192低開關損耗方式低開關損耗方式 SaSbSc7u1u2uT20T24T6T24T20T1u7u5(001)u3(010)u4(011)u1(100)u6(101)u2(110)u SVPWM在在6個扇區(qū)個扇區(qū)的對稱調制方式的對稱調制方式 7-5-4-8-4-5-77-1-6-8-6-1-77-1-2-8-2-1-7一個周期一個周期T中的開關次中的開關次數(shù)將由數(shù)將由6次減少到次減少到4次，次，使開關損耗有所降低使開關損耗有所降低 。 把把u8改成改成u7并并移到兩邊去移到兩邊去 。20SVPWM 比比 SPWM 的直流利用的直流利用率提高了率提高了