SVPWM原理超易懂讲解演示幻灯片
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SVPWM的原理讲解SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)是一种基于空间矢量的脉宽调制技术,用于控制交流电机的三相逆变器。
它在电机控制中广泛应用,具有高效、低失真和高精度的优点。
本文将从原理、工作原理和优点三个方面对SVPWM进行详细介绍。
一、原理SVPWM的基本原理是将三相电压分解为alpha轴和beta轴的两个独立分量,然后根据alpha和beta的大小和相位差计算得到一个空间矢量,最后根据空间矢量的方向和大小来确定控制电压波形。
通过合理的调节控制电压的大小和频率,可以实现对电机的精确控制。
二、工作原理1. 坐标变换:将三相电压转换为alpha轴和beta轴的分量,通过如下公式计算得到alpha和beta:alpha = 2/3*Va - 1/3*Vb - 1/3*Vcbeta = sqrt(3)/3*Vb - sqrt(3)/3*Vc2. 空间矢量计算:根据alpha和beta的大小和相位差计算得到空间矢量。
空间矢量的方向和大小决定了逆变器输出电压的形状和频率。
3.脉宽调制:根据空间矢量的方向和大小来确定脉冲的宽度和频率。
通常,采用时间比较器和斜坡发生器来实现脉冲宽度调制,使得逆变器输出的脉冲宽度能够跟随空间矢量的变化。
4.逆变器控制:将调制好的脉宽信号通过逆变器输出到交流电机。
逆变器通过控制脉冲宽度和频率来改变输出电压的形状和频率,从而实现对电机的精确控制。
三、优点1.高效:SVPWM技术能够将三相电压转换为整数变化的脉宽信号,减少了功率器件的开关次数,提高了逆变器的转换效率。
2.低失真:SVPWM技术能够通过精确控制脉冲宽度和频率来改变输出电压的形状和频率,减小了电机输出的谐波失真,提高了电机的运行效果和负载能力。
3.高精度:SVPWM技术能够实现对电机的精确控制,通过调整输出电压的波形和频率,可以实现电机的恒转矩和恒转速控制,提高了电机的控制精度和稳定性。
svpwm原理详解(转载)2012-03-27 08:58:23| 分类:开关电源控制|举报|字号订阅2012-3-27出自西莫电机论坛一直以来对SVPWM原理和实现方法困惑颇多,无奈现有资料或是模糊不清,或是错误百出。
经查阅众多书籍论文,长期积累总结,去伪存真,总算对其略窥门径。
未敢私藏,故公之于众。
其中难免有误,请大家指正,谢谢!此文的讲解是非常清楚,但是还是存在一些错误,本人做了一些修正,为了更好的理解整个推导过程,对部分过程进行分解,并加入加入7段和5段时调制区别。
1 空间电压矢量调制SVPWM 技术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,且更易于实现数字化。
下面将对该算法进行详细分析阐述。
1.1 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按圆轨迹旋转,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。
逆变电路如图2-8 示。
设直流母线侧电压为Udc,逆变器输出的三相相电压为UA、UB、UC,其分别加在空间上互差120°的三相平面静止坐标系上,可以定义三个电压空间矢量UA(t)、UB(t)、UC(t),它们的方向始终在各相的轴线上,而大小则随时间按正弦规律做变化,时间相位互差120°。
svpwm面积等效原理小伙伴们!今天咱们来唠唠SVPWM这个超有趣的东西,特别是它的面积等效原理,就像一场电的魔法一样呢!咱们先得知道啥是SVPWM呀。
简单来说,它是一种控制技术,在电机控制领域那可是相当厉害的角色。
想象一下,电机就像一个小宠物,SVPWM就是指挥这个小宠物怎么动的魔法棒。
那这个面积等效原理是咋回事呢?这就像是在玩拼图游戏。
你看啊,我们想要电机按照我们的想法转动,就需要给电机提供合适的电压。
SVPWM就把这个任务变成了用不同形状的小“电压块”来拼凑出我们需要的效果。
比如说,我们想要电机产生一个特定的磁场,这个磁场就像是一个特定形状的拼图图案。
SVPWM就会把这个大的磁场需求分解成很多小的部分。
这些小部分就像是一个个小三角形或者小梯形的电压波形。
这些小波形单独看起来可能有点奇怪,但是当把它们按照一定的顺序和时间组合起来的时候,神奇的事情就发生了。
从数学的角度来看呢,这就像是积分一样。
虽然每个小的电压波形在短时间内产生的效果可能很微小,但是把它们在一段时间内积累起来,也就是把它们的面积加起来,就能够等效于我们想要的那个理想的电压效果。
这就好比你每天存一点钱,虽然每天存的不多,但是时间一长,就会有一笔不小的积蓄,可以用来买你心仪的东西啦。
你再想象一下,电机里的磁场就像一个小池塘里的水。
SVPWM就像是拿着小杯子、小勺子往池塘里加水的小助手。
每个小杯子和小勺子里的水就相当于那些小的电压波形对应的磁场。
虽然每次加的水不多,但是按照一定的方式不停地加,最后池塘里的水就会达到我们想要的水位,也就是电机产生了我们需要的磁场。
而且哦,这个面积等效原理还特别聪明呢。
它能够在有限的电源条件下,尽可能地让电机发挥出最好的性能。
就像我们在生活中,要把有限的资源合理利用起来一样。
比如说,我们只有那么多食材,但是通过巧妙的搭配和烹饪方法,就能做出一顿超级美味的大餐。
SVPWM也是这样,在有限的电压范围内,通过合理安排那些小的电压波形,让电机高效地转动起来。
解读快速看懂SVPWM1、引为啥突然要说SVPWM呢?因为在考虑功率半导体损耗的时候,如果只考虑硬件,那纯粹是耍流氓,毕竟,硬件是基础,真正厉害的⾼效率,还得靠软件助推⼀把,那SVPWM便是电机控制软件的根基。
长话短说,先从永磁同步电机怎么转开始,为了避免我和⼤家头疼,尽量少公式,多原理,简单的思维把它搞清楚2、永磁同步电机怎么转的这是个简化的⽰意图:直观理解,假如中间的是转⼦,外边的磁场旋转,能够带动转⼦旋转。
永磁同步电机的旋转磁场是靠定⼦电流产⽣的,实际控制电机旋转便是控制这个旋转磁场。
我们分析问题习惯在坐标系⾥完成,上边这个磁场是旋转的,如果是静⽌坐标系,那公式势必会⾮常复杂。
假如以转⼦的磁场⽅向为坐标轴呢?那定⼦磁场便是相对静⽌的了,分析起来也简单很多,三相静⽌坐标系到d-q旋转坐标系的转换就是这个道理。
3、PWM基础PWM调制的基础原理是⾯积等效原理,即:冲量相等⽽形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同,冲量即窄脉冲的⾯积,所说的效果基本相同是指惯性环节的输出波形基本相同。
这四个形状不同,⾯积相等的窄脉冲作⽤到惯性环节的效果基本相同,当然脉冲越窄,输出的差异越⼩,主要差异在⾼频部分。
由此延伸,⽤PWM波等效正弦波电压,按照同⼀⽐例改变各脉冲宽度,可以改变等效正弦波的幅值。
4、SVPWM基本电压⽮量⾸先看逆变器拓扑:根据⾯积等效原理,我们期望与之达到相同效果的正弦电压波形:其中θ=wt,合成电压⽮量为:这是⼀个逆时针旋转的电压⽮量,旋转⾓速度w,⽮量幅值为(3/2)Um接下来是我们实际通过PWM调制得到的电压:6个管⼦,定义开关函数:Sx ( x = a、b、c) 为:(Sa、Sb、Sc)的全部可能组合共有8个,包括6个⾮零⽮量 Ul(001)、U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110)、和两个零⽮量 U0(000)、U7(111),下⾯以其中⼀种开关组合为例分析:以(1 0 0)为例,等效电路图如下:电机每相阻抗⼀样,b\c两相并联阻抗减半,于是得到:Uan=2Udc/3、UbN=-Udc/3、UcN=-Udc/3合成⽮量我们称之为U4(1 0 0)。
S V P W M的原理及法则推导和控制算法详解LEKIBM standardization office【IBM5AB- LEKIBMK08- LEKIBM2C】一直以来对SVPWM原理和实现方法困惑颇多,无奈现有资料或是模糊不清,或是错误百出。
经查阅众多书籍论文,长期积累总结,去伪存真,总算对其略窥门径。
未敢私藏,故公之于众。
其中难免有误,请大家指正,谢谢!1空间电压矢量调制 SVPWM 技术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,且更易于实现数字化。
下面将对该算法进行详细分析阐述。
1.1 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按圆轨迹旋转,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。
逆变电路如图 2-8 示。
设直流母线侧电压为Udc,逆变器输出的三相相电压为UA、UB、UC,其分别加在空间上互差120°的三相平面静止坐标系上,可以定义三个电压空间矢量UA(t)、UB(t)、UC(t),它们的方向始终在各相的轴线上,而大小则随时间按正弦规律做变化,时间相位互差120°。