SVPWM原理ppt課件

1、SVPWM控制技術(shù)控制技術(shù)1;.圖圖3 三相逆變器三相逆變器-異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖 開關(guān)義務(wù)外形開關(guān)義務(wù)外形 采用采用180導(dǎo)通型，功率開關(guān)器件共有導(dǎo)通型，功率開關(guān)器件共有8種義務(wù)外形，其中種義務(wù)外形，其中6 種有效開關(guān)外形，種有效開關(guān)外形，2 種零外種零外形這時(shí)逆變器沒有輸出電壓形這時(shí)逆變器沒有輸出電壓2開關(guān)函數(shù)與開關(guān)方式開關(guān)函數(shù)與開關(guān)方式定義開關(guān)函數(shù)定義開關(guān)函數(shù): 1 當(dāng)上橋臂器件導(dǎo)通時(shí)當(dāng)上橋臂器件導(dǎo)通時(shí) Si= 0 當(dāng)下橋臂器件導(dǎo)通時(shí)當(dāng)下橋臂器件導(dǎo)通時(shí) ( i=A,B,C)那么每一時(shí)辰的那么每一時(shí)辰的us將由此時(shí)的三個(gè)開關(guān)函數(shù)值獨(dú)一確定將由此時(shí)的三

2、個(gè)開關(guān)函數(shù)值獨(dú)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(guān)方式開關(guān)代碼在不同數(shù)值下的組合為變頻器的開關(guān)方式開關(guān)代碼.3開關(guān)外形表開關(guān)外形表4 a開關(guān)方式分析開關(guān)方式分析 設(shè)義務(wù)周期從設(shè)義務(wù)周期從100外形開場，這外形開場，這時(shí)時(shí)VT6、VT1、VT2導(dǎo)通，其等導(dǎo)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(diǎn)的電壓幅值為源中點(diǎn)的電壓幅值為 UAO = Ud / 2 UBO = UCO = - Ud /2O+- -iCUdiAiBidVT1VT6VT2 開關(guān)控制方式開關(guān)控制方式5b義務(wù)外形義務(wù)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(shí)間為存在的時(shí)間為/3，之后，義務(wù)外，之后，義務(wù)外形轉(zhuǎn)為形轉(zhuǎn)為110。 u1uAO-uCO-uBOABCoojCOjBOAOeUeUUu24012016c義務(wù)外形義務(wù)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(shí)間也是的時(shí)間也是 /3 。 u2uAO-u

4、COuBOABC7d每個(gè)周期的六邊形合成電壓空間矢量每個(gè)周期的六邊形合成電壓空間矢量 隨著逆變器義務(wù)外形的切換，電壓隨著逆變器義務(wù)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(zhuǎn)轉(zhuǎn) /3 ，直到一個(gè)周期終了。，直到一個(gè)周期終了。 在一個(gè)周期中在一個(gè)周期中 6 個(gè)電壓空間矢量個(gè)電壓空間矢量共轉(zhuǎn)過共轉(zhuǎn)過 2 弧度，構(gòu)成一個(gè)封鎖的正弧度，構(gòu)成一個(gè)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(gè)扇區(qū)個(gè)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(shè)在一個(gè)換相周期時(shí)間設(shè)在一個(gè)換相周期時(shí)間T0 內(nèi)，內(nèi)，可用兩個(gè)矢量之和表示由兩個(gè)矢量可用兩個(gè)矢量之和表示由兩個(gè)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(shí)間確實(shí)定作用時(shí)間確實(shí)定根據(jù)各個(gè)開關(guān)外形的線電壓表達(dá)式可以推出根據(jù)各個(gè)開關(guān)外形的線電壓表達(dá)式可以推出020201d0201d0201d3 j0201d3 jd02d01s23j223j213sinj3coseeTtTtTtUTtTtUTtTtU

6、TtTtUUTtUTtu1111 比較式比較式10和式和式11，令實(shí)數(shù)項(xiàng)和虛數(shù)項(xiàng)分別相等，那么，令實(shí)數(shù)項(xiàng)和虛數(shù)項(xiàng)分別相等，那么d0201s2cosUTtTtud02s23sinUTtu12解解 t1和和 t2 ，得，得 102sin()33rdtUTUds02sin32UTtu13 零矢量的運(yùn)用零矢量的運(yùn)用 換相周期換相周期 T0 應(yīng)由旋轉(zhuǎn)磁場所需的頻率決議，應(yīng)由旋轉(zhuǎn)磁場所需的頻率決議， 設(shè)零矢量設(shè)零矢量 u7 和和 u8 的作用時(shí)間為的作用時(shí)間為t7和和t8。為了減少功率器件的開關(guān)次數(shù)，普通使為了減少功率器件的開關(guān)次數(shù)，普通使 u7 和和 u8 各占一半時(shí)間，因此各占一半時(shí)間，因此)(212

7、1087ttTtt16 014 開關(guān)外形順序原那么開關(guān)外形順序原那么 在實(shí)際系統(tǒng)中，應(yīng)該盡量減少開關(guān)外形變化時(shí)引起的開關(guān)損耗，因此不同開關(guān)外形的在實(shí)際系統(tǒng)中，應(yīng)該盡量減少開關(guān)外形變化時(shí)引起的開關(guān)損耗，因此不同開關(guān)外形的順序必需遵守下述原那么：每次切換開關(guān)外形時(shí)，只切換一個(gè)功率開關(guān)器件，以使開順序必需遵守下述原那么：每次切換開關(guān)外形時(shí)，只切換一個(gè)功率開關(guān)器件，以使開關(guān)損耗最小。關(guān)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(nèi)一段扇區(qū)內(nèi)一段T0區(qū)間的開關(guān)序列與逆變器三相電壓波形區(qū)間的開關(guān)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(wù)段表示一種義務(wù)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(jì)算簡便。波，計(jì)算簡便。采用采用SVPWM控制時(shí)，逆變器輸出線電壓基波最大值為直流側(cè)電壓，比普通的控制時(shí)，逆變器輸出線電壓基波最大值為直流側(cè)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(zhuǎn)磁場SVPWM消除指定次數(shù)諧波SHEPWM18導(dǎo)通開關(guān)方式的次序：導(dǎo)通開關(guān)方式的次序：7-1-2-8-2-1-77u1u2u8uT40T24T26T40T40T26T24T40T7u8u2u1u192低開關(guān)損耗方式低開關(guān)損耗方式 SaSbSc7u1u2uT20T24T6T24T20T1u7u5(001)u3(010)u4(011)u1(100)u6(101)u2(110)u SVPWM在在6個(gè)扇區(qū)個(gè)扇區(qū)的對稱調(diào)制方式的對稱調(diào)制方式 7-5-4-8-4-5-77-1-6-8-6-1-77-1-2-8-2-1-7一個(gè)周期一個(gè)周期T中的開關(guān)次中的開關(guān)次數(shù)將由數(shù)將由6次減少到次減少到4次，次，使開關(guān)損耗有所降低使開關(guān)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