SVPWM仿真搭建及马鞍波形成的原因分析

小z不会累～

12755人浏览 · 2022-07-03 11:08:10

小z不会累～ · 2022-07-03 11:08:10 发布

对于SVPWM的理解

SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率开关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形。空间电压矢量PWM与传统的正弦PWM不同，它是从三相输出电压的整体效果出发，着眼于如何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，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率有了很大提高，且更易于数字化实现。

SVPWM基本原理

SVPWM的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加，从而控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近圆轨迹旋转，通过逆变器的不同开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆，并由两者的比较结果来决定逆变器的开关状态，从而形成PWM波形。

1.扇区判断

2.矢量作用时间计算

中间变量X、Y、Z的计算

T1和T2的计算

3.切换时间Tcm1、Tcm2、Tcm3的计算

中间量Ta、Tb、Tc的计算

Tcm1、Tcm2、Tcm3的计算

4.最终输出脉冲生成

SVPWM整体框图

SVPWM的验证

仿真结果

三相电流波形Ia,Ib,Ic

电机的速度和位置波形

HALL编码器的信号值

SVPWM的输出-马鞍形调制波

SVPWM脉宽调制过程分析

先由两相相位相差90°的正弦信号变为三相相位相差60°的正弦信号再变为两相相位相差90°的锯齿波型信号(三次谐波)。

马鞍波形成的原因

我们以其中的一个脉宽调制信号为例，即以 $Tcm1$ (第三幅图的黄线图例)为例，其他两个脉冲调制信号原理相同， $0-0.05s$ 位于 $N=1$ 处，对应表中 $T_b$ 信号，即图2中的蓝线部分(图二中黄线代表 $T_a$ ,蓝线代表 $T_b$ ,红线代表 $T_c$ )。 $0.05s-0.15s$ 位于 $N=5$ ,对应表中 $T_c$ 信号，即图2中的红线部分。 $0.15s-0.25s$ 位于 $N=4$ ,对应表中的 $T_c$ 信号，即图2中的红线部分。 $0.25s-0.35s$ 位于 $N=6$ ,对应表中 $T_b$ 信号，即图2中的蓝线部分。 $0.35s-0.45s$ 位于 $N=2$ ,对应表中 $T_a$ 信号，即图2中的黄线部分。 $0.45s-0.55s$ 位于 $N=3$ ，对应表中 $T_a$ 信号，即图2中的黄线部分。 $0.55s-0.6s$ 位于 $N=1$ ，对应表中 $T_b$ 信号，即图2中的蓝线部分。以上就是马鞍波形成的原因。