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电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术共49页

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SVPWM电压矢量控制ppt课件

SVPWM电压矢量控制ppt课件

2 3
(u
A
uBe j
uCe j2
)
13
8个基本空间矢量
PWM逆变器共有8种工作状态
当 SA SB SC 1 0 0
uA
uB
u
C
Ud 2
Ud 2
Ud 2
u1
2 Ud (1 e j e j2 ) 32
2
Ud
j 2
(1 e 3
j 4
e 3
)
32
2 Ud [(1 cos 2 cos 4 ) j(sin 2 sin 4 )]
3
2 Ud (1 j 3) 32
2U 3
d
e
j
3
依此类推，可得8个基本空间矢量 。
15
8个基本空间矢量
6个有效工作矢量
u1 u6
幅值为
2U 3
d
空间互差
3
2个零矢量 u0、u7
16
基本电压空间矢量图
图5-24 基本电压空间矢量图
17
正六边形空间旋转磁场
6个有效工作矢量 u1 u6
顺序分别作用△t时间，并使
SPWM的基波线电压最大幅值为
U' lm m ax
3U d 2
两者之比
U lm max U'
lm m ax
2 1.15 3
SVPWM方式的逆变器输出线电压基波最大 值为直流侧电压，比SPWM逆变器输出电压 最多提高了约15%。
33
SVPWM的实现
通常以开关损耗和谐波分量都较小为 原则，来安排基本矢量和零矢量的作用 顺序，一般在减少开关次数的同时，尽 量使PWM输出波型对称，以减少谐波 分量。
Ud

详细版svpwm空间矢量控制原理及详细计算.ppt

详细版svpwm空间矢量控制原理及详细计算.ppt

（ ） 采用对称规则采样法时的脉宽间为: t =
当载波幅值UC 为1
时t
= Tc
2
1
u(te) Uc
可得:
Tc 2
u
(
1+ U (te) Uc
te ) = 2t
Tc
-1
• 将tA、tB 、tC 代入上式(注: 2TI = Tc )得平均电压
• 矢量位于第一扇区时隐含调制函数为:
• uyA = Kcos (θ- 30°)
把公式中u1、u2 换成该扇区边界上的电压矢量就可以了。扇区时, 可 得三相脉宽时间为: • tA = 2 ( t1 + t2 + t7 ) • tB = 2 ( t2 + t7 ) • tC = 2 t7 • 将式7、式8 和式9 代入上式, 并考虑到t0 = t7 , • 可得: • tA = KTI『 sin (60°-θ) + sinθ』 + TI • tB = KTI 『- sin (60°-θ) + sinθ』 + TI • tc = KTI『 - sin (60°-θ) - sinθ 』+ TI
空间矢量控制（svpwm）
（1）模型等效原则：
众所周知，交流电机三相对称的静止绕组 A 、B 、C ，通以三相平衡的正 弦电流时，所产生的合成磁动势是旋转磁动势F，它在空间呈正弦分布，以同步 转速w1（即电流的角频率）顺着 A-B-C 的相序旋转。这样的物理模型如图1-1a 所示。然而，旋转磁动势并不一定非要三相不可，除单相以外，二相、三相、四 相、…… 等任意对称的多相绕组，通以平衡的多相电流，都能产生旋转磁动势， 当然以两相最为简单。
• uav TI = u0 t0 + u1 t1 + u2 t2 + u7 t7 • 式中, TI = t0 + t1 + t2 + t7 ; • t0、t1、t2、t7、为u0、u1、u2、u7 停留的时间。

空间电压矢量控制PWM

空间电压矢量控制PWM

空间电压矢量控制PWM
空间电压矢量控制PWM(SVPWM)也叫磁通正弦PWM法.它以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通,由它们的比较结果决定逆变器的开关,形成PWM波形.此法从电动机的角度出发,把逆变器和电机看作一个整体,以内切多边形逼近圆的方式进行控制,使电机获得幅值恒定的圆形磁场(正弦磁通).
具体方法又分为磁通开环式和磁通闭环式.磁通开环法用两个非零矢量和一个零矢量合成一个等效的电压矢量,若采样时间足够小,可合成任意电压矢量.此法输出电压比正弦波调制时提高15%,谐波电流有效值之和接近最小.磁通闭环式引
入磁通反馈,控制磁通的大小和变化的速度.在比较估算磁通和给定磁通后,根据误差决定产生下一个电压矢量,形成PWM波形.这种方法克服了磁通开环法的不足,解决了电机低速时,定子电阻影响大的问题,减小了电机的脉动和噪音.但由于未引入转矩的调节,系统性能没有得到根本性的改善.。

svpwm空间矢量控制原理课件

svpwm空间矢量控制原理课件
WM 空间矢量控制原 理课件
SVPWM 空间矢量控制原理课件
简介
什么是 SVPWM？SVPWM 空间矢量控制是一种高级的电力电子调制技术，被 广泛应用于三相无刷直流电机控制中。SVPWM 在控制电机运行速度、转矩和 效率等方面具有显著优势。
SVPWM 的原理主要基于三相电流和电压之间的矢量关系，通过调节矢量的方 向和大小，实现对电机的精确控制。
通过对实验结果的分析，可以评估 SVPWM 技术在不同应用场景下的性能，为 后续的优化和改进提供指导。
结语
SVPWM 技术在电机控制领域具有广阔的应用前景，未来的发展趋势包括更高的控制精度和效率、 更大的适应性和更广泛的应用范围。
学习 SVPWM 的建议包括深入理解空间矢量的概念和原理，掌握计算公式和算法，以及进行实际 的仿真和实验。
SVPWM 控制系统
SVPWM 控制系统框图包括控制器和执行器，其中控制器负责计算占空比，执 行器负责将计算后的占空比转换为电压输出。
控制器的设计涉及到稳定性分析，需要考虑信号延迟、噪声等因素，以确保 系统的可靠性和稳定性。
SVPWM 实验
SVPWM 的实验原理是在实际电机控制系统中，通过控制电流矢量的方向和大 小，控制电机的运行。实验步骤和材料准备需要根据具体实验要求进行调整。
SVPWM 实现
SVPWM 的实现主要基于以下基本公式：U = Udc * (ma * Va + mb * Vb + mc * Vc) / sqrt(3) 这个公式描述了电机电压的计算方式，其中 U 是输出的电压，Udc 是直流电压，ma、mb 和 mc 是 空间矢量区域内的占空比，Va、Vb 和 Vc 是三个空间矢量。 通过计算这些参数，可以确定电机所需的占空比，进而实现精确控制。

空间电压矢量调制SVPWM技术详解

空间电压矢量调制SVPWM技术详解

对应两个非零电压矢量 Ux、Uy 和零电压矢量 U0 在一个采样周期的
作用时间；其中 U0 包括了 U0 和 U7 两个零矢量。式(1-6)的意义是，
矢量 Uref 在 T 时间内所产生的积分效果值和 Ux、Uy、U0 分别在时
间 Tx、Ty、T0 内产生的积分效果相加总和值相同。
由于三相正弦波电压在电压空间向量中合成一个等效的旋转电
尽可能避免在负载电流较大的时刻的开关动作，最大限度地减少开关
损耗。
一个开关周期中空间矢量按分时方式发生作用，在时间上构成一
个空间矢量的序列，空间矢量的序列组织方式有多种，按照空间矢量
的对称性分类，可分为两相开关换流与三相开关换流。下面对常用的
序列做分别介绍。
第 6 页 共 19 页
1.2.1 7 段式 SVPWM
Ts
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
T2/2
T6/2
T7/2
T7/2
T6/2
T2/2
Ⅲ区（120°≤θ≤180°） …2-3-7-7-3-2…
Ts
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
表 1-2 UREF 所在的位置和开关切换顺序对照序
UREF 所在的位置
开关切换顺序
三相波形图
Ts
0
1
1
1
1
1
1
0
Ⅰ区（0°≤θ≤60°）
…0-4-6-7-7-6-4-0…

svpwm空间矢量控制原理课件

svpwm空间矢量控制原理课件

03
空间矢量调制波形的生成
通过计算得到各相电压的期望值，然后利用SVPWM算法生成相应的
PWM波形。
SVPWM算法实现
SVPWM算法的基本步骤
首先计算出电压矢量的期望值，然后根据该期望 值计算出相应的扇区，再根据扇区计算出相应的 矢量时间，最后生成相应的PWM波形。
矢量时间的计算
根据扇区数和期望的电压矢量幅值，可以计算出 相应的矢量时间。
THANKS
THANK YOU FOR YOUR WATCHING
05
SVPWM控制策略优化
控制策略改进方法
引入滑模控制
通过设计滑模控制器，实 现SVPWM控制系统的快 速响应和鲁棒性。
优化死区时间
通过调整死区时间的设置 ，减小SVPWM控制过程 中的谐波分量，提高控制 精度。
引入重复控制
将重复控制算法应用于 SVPWM控制系统，减小 稳态误差，提高系统跟踪 性能。
SVPWM空间矢量控制原理课件
目录 CONTENTS
• SVPWM技术概述 • 空间矢量控制原理 • SVPWM实现方式 • SVPWM与PWM对比 • SVPWM控制策略优化 • SVPWM实验与验证
01
SVPWM技术概述
SVPWM定义
SVPWM
Space Vector Pulse Width Modulation的缩写，即空间矢量脉 宽调制技术。
波形生成的实现方式
利用SVPWM算法生成相应的PWM波形，并通 过驱动电路将PWM波形输出到逆变器中，从而 控制各相电压的大小和频率。
波形生成的优点
SVPWM波形生成具有较高的电压输出能力和较 低的谐波畸变率，能够实现精确的电压控制和较 高的功率因数。

电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术教学探讨

电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术教学探讨刘述喜;谭兴强【摘要】电压空间矢量PWM (SVPWM)控制技术是电力拖动自动控制系统或运动控制系统等课程的难点内容之一,教与学都不容易.借助MATLAB/SIMULINK仿真软件,对SVPWM的工作原理进行了详细的分析,给出了仿真波形,给学生提供一个直观的学习手段,以帮助学生切实掌握这部分内容.【期刊名称】《攀枝花学院学报》【年(卷),期】2012(029)002【总页数】4页(P118-121)【关键词】空间矢量脉宽调制;MATLAB/SIMULINK;教学实践【作者】刘述喜;谭兴强【作者单位】重庆理工大学电气工程系,重庆 400054;攀枝花学院机电工程系,四川攀枝花 617064【正文语种】中文电气专业学生学习的《电力拖动自动控制系统》和自动化专业学生学习的《运动控制系统》等课程，都会讲到变压变频调速系统中的脉宽调制(PWM)技术［1］，其中电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术是难点内容之一，计算公式多，理论性强。

很多同学听完这一节内容后仍然云里雾里，老师讲得也很费劲，教与学都不容易。

对于电力拖动自动控制系统这样一门实践性很强的专业课来说，只有多做实验，才能充分领会、理解课本中的内容并最终掌握它。

采用SVPWM技术的变频调速装置或实验箱，由于该技术已封装好，对于学生掌握SVPWM原理并无大益。

本文借助MATLAB/SIMULINK仿真软件，在课本的基础上，对SVPWM技术进行拓展并进行仿真，以帮助学生切实掌握这一部分内容。

MATLAB是美国Math Works公司发行的矩阵计算软件，其中的SIMULINK动态仿真软件包含有很多工具箱，功能十分强大。

MATLAB/SIMULINK仿真软件不仅广泛应用于科学研究，也广泛应用于教育教学。

仿真手段可以弥补实验设备的不足，帮助学生理解课堂教学内容，调动学生学习兴趣和探究欲望。

MATLAB/SIMULINK仿真软件给用户提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境，具有以下特点：(1)建模方式直观，只要知道对象的数学模型，利用SIMULINK可视化的建模方式，可迅速建立动态系统的框图模型，结构和流程清晰;(2)仿真方式灵活，为用户提供了一个图形化的调试工具，在仿真过程中可以修改参数;(3)交互式的仿真分析：SIMULINK的示波器可以动态、图形化的显示数据，多种分析工具可以帮助诊断模型中的问题。

空间电压矢量调制SVPWM技术详解

空间电压矢量调制 SVPWM 技术详解
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，且更易于实现数字化。下面将对该算法进行详细分析阐述。
表 1-2 UREF 所在的位置和开关切换顺序对照序 UREF 所在的位置 开关切换顺序
0 1
三相波形图
Ts 1 1 1 1 1 0
Ⅰ区（0°≤θ≤60°）
…0-4-6-7-7-6-4-0…
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
T0/2
T4/2
T6/2
T7/2
T7/2
T6/2
T4/2
T0/2
Ts 0 0 1 1 1 1 0 0
Ⅱ区（60°≤θ≤120°）
…0-2-6-7-7-6-2-0…
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
T0/2
T2/2
T6/2
T7/2
T7/2
T6/2
T2/2
T0/2
Ts 0 0 0 1 1 0 0 0
Ⅲ区（120°≤θ≤180°）

电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术

的应用场景
高压直流输电（HVDC）
适用于高压直流输电系统的电压调节 和电流控制。
电机控制
用于无刷直流电机（BLDC）、永磁 同步电机（PMSM）等电机的控制。
不间断电源（UPS）
用于不间断电源系统的电压调节和能 量转换。
智能电网
用于智能电网中的分布式电源接入和 能量调度。
电压空间矢量PWM(SVPWM)的特点
高电压输出
高效节能
易于数字化实现
降低谐波干扰
能够实现高电压的输出， 适用于高压直流输电
（HVDC）等应用场景。
通过优化PWM脉冲宽度 和角度，实现更高的电 压输出和更低的损耗。
基于数字信号处理（DSP）等 数字技术，实现SVPWM算法
的快速计算和控制。
通过优化PWM脉冲的形 状和角度，降低对电网
电磁干扰
SVPWM控制技术产生的 电磁干扰较小，对周围环 境的影响较小。
04
电压空间矢量 PWM(SVPWM)控制优 化策略
电压空间矢量分配优化
考虑电机参数
根据电机的具体参数，如电感、 电阻等，优化电压空间矢量的分 配，以提高控制精度和响应速度。
降低谐波影响
通过优化电压空间矢量的分配，降 低PWM控制过程中产生的谐波， 减小对电机和整个系统的负面影响。
电压空间矢量 PWM(SVPWM) 控制技术
目录
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)技 术概述
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制算法
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制性能分析
目录
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制优化策略
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制技术发展趋势
电流输出精度

空间电压矢量调制SVPWM技术


图 1-1 逆变电路
由于逆变器三相桥臂共有 6 个开关管， 为了研究各相上下桥臂不 同开关组合时逆变器输出的空间电压矢量，特定义开关函数
S x ( x = a, b, c) 为：
1上桥臂导通 sx = 0下桥臂导通
(1-3)
Sb、 Sc)的全部可能组合共有八个， 包括 6 个非零矢量 Ul(001)、 (Sa、
假设 Um 为相电压有效值，f 为电源频率，则有：
U A (t ) = U m cos(θ ) = U B (t ) U m cos(θ − 2π / 3) = U C (t ) U m cos(θ + 2π / 3)
(1-1)
则三相电压空间矢量相加的合成空间矢量 U(t) 其中， θ = 2π ft ， 就可以表示为：
第 4 页 共 19 页
1-3 所示的圆形。所以要产生三相正弦波电压，可以利用以上电压向 量合成的技术，在电压空间向量上，将设定的电压向量由 U4(100)位 置开始，每一次增加一个小增量，每一个小增量设定电压向量可以用 该区中相邻的两个基本非零向量与零电压向量予以合成， 如此所得到 的设定电压向量就等效于一个在电压空间向量平面上平滑旋转的电 压空间向量，从而达到电压空间向量脉宽调制的目的。
2 U dc 3
第 3 页 共 19 页
1 1
0 1
1 1
U5 U7
Udc 0
0 0
Udc 0
1 U dc 3
2 − U dc 3
1 U dc 3
0
0
0
图 1-3 给出了八个基本电压空间矢量的大小和位置
其中非零矢量的幅值相同(模长为 2Udc/3)，相邻的矢量间隔 60°,而 两个零矢量幅值为零，位于中心。在每一个扇区，选择相邻的两个电 压矢量以及零矢量， 按照伏秒平衡的原则来合成每个扇区内的任意电 压矢量，即：
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▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰

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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
49
电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技 术
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿