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SVPWM控制技术,SVPWM,图3 三相逆变器-异步电动机调速系统主电路原理图,开关工作状态,采用180导通型,功率开关器件共有8种工作状态,其中6 种有效开关状态,2 种零状态(这时逆变器没有输出电压),开关函数与开关模式,定义开关函数: 1 当上桥臂器件导通时 Si= 0 当下桥臂器件导通时 ( i=A,B,C)则每一时刻的us将由此时的三个开关函数值唯一确定,记作us(SA,SB,SC),并称 (SA,SB,SC)在不同数值下的组合为变频器的开关模式(开关代码).,开关状态表,(a)开关模式分析,设工作周期从100状态开始,这时VT6、VT1、VT2导通,其等效电路如图所示。各相对直流电源中点的电压幅值为 UAO = Ud / 2 UBO = UCO = - Ud /2,开关控制模式,(b)工作状态100的合成电压空间矢量,由图可知,三相的合成空间矢量为 u1,其幅值等于Ud,方向沿A轴(即X轴)。u1 存在的时间为/3,之后,工作状态转为110。,(c)工作状态110的合成电压空间矢量,和上面的分析相似,合成空间矢量变成图中的 u2 ,它在空间上滞后于u1 的相位为 /3 弧度,存在的时间也是 /3 。,(d)每个周期的六边形合成电压空间矢量,随着逆变器工作状态的切换,电压空间矢量的幅值不变,而相位每次旋转 /3 ,直到一个周期结束。 在一个周期中 6 个电压空间矢量共转过 2 弧度,形成一个封闭的正六边形,如图所示。,图7 电压空间矢量的放射形式和6个扇区,电压空间矢量的扇区(Sector)划分,线性组合方法(以在区域I为例说明),图6 电压空间矢量的线性组合,设在一个换相周期时间T0 内,可用两个矢量之和表示由两个矢量线性组合后的新电压矢量us ,其相位为 。,(10),作用时间的确定,根据各个开关状态的线电压表达式可以推出,(11),比较式(10)和式(11),令实数项和虚数项分别相等,则,解 t1和 t2 ,得,零矢量的使用,换相周期 T0 应由旋转磁场所需的频率决定, 设零矢量 u7 和 u8 的作用时间为t7和t8。为了减少功率器件的开关次数,一般使 u7 和 u8 各占一半时间,因此,(16), 0,开关状态顺序原则,在实际系统中,应该尽量减少开关状态变化时引起的开关损耗,因此不同开关状态的顺序必须遵守下述原则:每次切换开关状态时,只切换一个功率开关器件,以使开关损耗最小。,T0 区间的电压波形,图8 第扇区内一段T0区间的开关序列与逆变器三相电压波形,虚线间的每一小段表示一种工作状态,利用电压空间矢量直接生成三相PWM波,计算简便。采用SVPWM控制时,逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压,比一般的SPWM逆变器输出电压提高了15%。,PWM控制目标,电压正弦波SPWM 电流正弦波CHBPWM圆形旋转磁场SVPWM消除指定次数谐波SHEPWM,导通开关模式的次序:7-1-2-8-2-1-7,2低开关损耗模式,SVPWM在6个扇区的对称调制模式,7-5-4-8-4-5-7,7-1-6-8-6-1-7,7-1-2-8-2-1-7,一个周期T中的开关次数将由6次减少到4次,使开关损耗有所降低 。,把u8改成u7并移到两边去 。,SVPWM 比 SPWM 的直流利用率提高了15.47%,对不控整流桥,有,即:,
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