SVPWM控制原理

1、空間電壓矢量（SVPWM）控制的原理異步電機(jī)輸入正弦三相電流的根本目的是產(chǎn)生空間圓形磁場(chǎng)，從而使產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩恒定，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)把逆變器與異步電動(dòng)機(jī)做為一個(gè)整體，以最終產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為目的來(lái)控制變換器的輸出電壓，這種控制方法稱(chēng)為“磁鏈跟蹤控制”，因?yàn)榇沛溰壽E通過(guò)電壓空間矢量相加而得到，所以又被叫做“電壓空間矢量控制”，即SVPWM 控制。其理論基礎(chǔ)是平均值等效原理，使一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)基本電壓矢量組合的平均值和給定的電壓矢量相等。SVPWM控制技術(shù)不僅可以用于控制逆變器，還可以用于控制整流器，該控制方法是以規(guī)則采樣PWM 為基礎(chǔ)而改進(jìn)的準(zhǔn)優(yōu)化PWM 法，具有實(shí)時(shí)控制容易且計(jì)算簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)子

2、側(cè)PWM變換器A相等效相量圖在理想情況下，供給雙饋電機(jī)的電壓為三相正弦電壓，由合成電壓矢量的定義可得：在上式中，令，可以得到在理想供電電壓情況下雙饋電機(jī)的合成電壓空間矢量為。在理想的情況下，其電壓空間矢量是圓形旋轉(zhuǎn)矢量，其磁通也是圓形旋轉(zhuǎn)矢量?，F(xiàn)在分析逆變器的輸出情況，為了分析簡(jiǎn)便，把六個(gè)功率開(kāi)關(guān)元件用開(kāi)關(guān)符號(hào)代替，上橋臂導(dǎo)通時(shí)用“1”來(lái)表示，下橋臂導(dǎo)通時(shí)用“0”來(lái)表示，即，表示k 值對(duì)應(yīng)的上橋臂導(dǎo)通，下橋臂關(guān)斷；表示k 值對(duì)應(yīng)的上橋臂關(guān)斷，下橋臂導(dǎo)通。在任意時(shí)刻六個(gè)橋臂中一定有三個(gè)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通，另三個(gè)開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷。而從逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)看，功率開(kāi)關(guān)器件有 8 中狀態(tài)，如下表所示。開(kāi)關(guān)狀態(tài)與相電

3、壓和線電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系表如果不計(jì)定子繞組電阻的壓降，對(duì)應(yīng) 6 個(gè)非零的電壓矢量運(yùn)動(dòng)的軌跡呈六邊形，其相鄰的兩個(gè)非零矢量的夾角為 ，零矢量與原點(diǎn)重合。電壓空間矢量分布圖由上面分析可知，當(dāng)用這種逆變器向雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流時(shí)，產(chǎn)生的不是圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而是正六邊形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其磁通大小與旋轉(zhuǎn)角速度都不固定，因此產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)不利于電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)使電機(jī)容易損壞。要使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)逼近圓形就必須有更多的逆變器開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以獲得邊數(shù)更多的多邊形。通過(guò)這 8 個(gè)基本電壓矢量狀態(tài)的線性組合，可以構(gòu)成一組幅值相同相位不同的電壓空間矢量，從而可以疊加出盡可能逼近圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁鏈圓，這就是SVPWM 控制的基本原理。以旋轉(zhuǎn)

4、磁通位于上圖所示1扇區(qū)為例，由最近的、合成電壓矢量，按伏秒平衡原則可得，上式中，、分別表示、在PWM 變換器的開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的持續(xù)時(shí)間，其中，為合成電壓矢量。從上述SVPWM 控制原理可知，要有效控制磁通的軌跡，必須處理好下面三個(gè)問(wèn)題：(1) 確定電壓矢量的位置，即判斷其所處扇區(qū)；(2) 確定構(gòu)成合成電壓矢量的各個(gè)電壓矢量的作用時(shí)間；(3) 確定構(gòu)成合成電壓矢量的各個(gè)電壓矢量的作用次序。問(wèn)題（1）：如圖，把圓平面分為六個(gè)弧度均等的扇區(qū)，由相鄰兩個(gè)電壓矢量即可合成對(duì)應(yīng)扇區(qū)內(nèi)任意的電壓矢量；問(wèn)題（2）：以扇區(qū)1為例，每個(gè)電壓矢量的作用時(shí)間可由下列公式求得令上式中等號(hào)兩邊的實(shí)部與虛部相等，即可得到：上式中， 表示調(diào)制系數(shù)，其中，表示參考矢量與的夾角。落在其他的扇區(qū)時(shí)，仍可用上式計(jì)算每個(gè)電壓矢量的作用時(shí)間，只要對(duì)進(jìn)行調(diào)整：，k 為所在扇區(qū)，。問(wèn)題（3）：構(gòu)成合成電壓矢量的每個(gè)電壓矢量作用次序遵守如下原則：每一次電壓矢量變化僅有一個(gè)橋臂上的開(kāi)關(guān)元