SV
PWM的主要思想是以三相对称
正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想
磁链圆为
参考标准,以
三相逆变器不同开关模式作适当的切换,从而形成PWM波,以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的
SPWM方法从电源的角度出发,以生成一个可调频
调压的正弦波电源,而SVPWM方法将
逆变系统和
异步电机看作一个整体来考虑,模型比较简单,也便于
微处理器的
实时控制。
SVPWM:SVPWM是空间矢量
脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation)的简称。
普通的三相
全桥是由六个开关器件构成的三个
半桥。这六个开关器件组合起来(同一个桥臂的上下半桥的信号相反)共有8种安全的开关状态. 其中000、111(这里是表示三个上桥臂的开关状态)这两种开关状态在
电机驱动中都不会产生有效的电流。因此称其为零矢量。另外6种开关状态分别是六个有效矢量。它们将360度的电压空间分为60度一个
扇区,共六个扇区,利用这六个基本有效矢量和两个零量,可以合成360度内的任何矢量。
当要合成某一矢量时先将这一矢量分解到离它最近的两个基本矢量,而后用这两个基本矢量去表示,而每个基本矢量的作用大小就利用作用时间长短去代表。用电压矢量按照不同的时间比例去合成所需要的电压矢量。从而保证生成电压波形近似于
正弦波。
在
变频电机驱动时,矢量方向是连续变化的,因此我们需要不断的计算矢量作用时间。为了计算机处理的方便,在合成时一般是
定时器计算(如每0.1ms计算一次)。这样我们只要算出在0.1ms内两个基本矢量作用的时间就可以了。由于计算出的两个时间的总和可能并不是0.1ms(比这小),而那剩下的时间就按情况插入合适零矢量。 由于在这样处理时,合成的驱动波形和
PWM很类似。因此我们还叫它PWM,又因这种PWM是基于电压空间矢量去合成的,所以就叫它SVPWM了。
SPWM:
正弦波脉宽调制,将正弦半波N等分,把每一等分的
正弦曲线与横轴所包围的面积用一个与此面积相等的等高
矩形脉冲来替代。
三角波载波信号Ut与一组三相对称的正弦
参考电压信号Ura、Urb、Urc比较后,产生的SPWM
脉冲序列波Uda 、Udb、Udc作为
逆变器功率开关器件的驱动
控制信号。逆变器
输出电压的
基波正是调制时所要求的
正弦波,调节正弦波
参考信号的
幅值和频率就可以调节SPWM逆变器输出电压的幅值和频率。
SVPWM与SPWM的原理和来源有很大不同,但是他们却是殊途同归的。SPWM由三角波与正弦波调制而成,而SVPWM却可以看作由三角波与有一定三次
谐波含量的正弦基波调制而成,这点可以从数学上证明。
1.在每个小区间虽有多次开关切换,但每次开关切换只涉及一个器件,所以
开关损耗小。
3.逆变器输出线电压基波
最大值为直流侧电压,比一般的SPWM逆变器输出电压高15%