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空间向量调变

2018-07-26 10:34:10     所属分类:电子工程
调制方式
连续调变
调幅调频调角
模拟AM
(SSB · DSB)
FMPM
数字ASK
(OOK · QAM)
FSK
(MSK · GFSK)
PSK
(CPM)
其他SM (类比)
脉冲调制
模拟 PAM · PDM英语Pulse-density modulation · PPM
数字 PCM · PWM
扩频
CSS · DSSS · THSS · FHSS
另见
调制 · 线路码 · 调制解调器 · ΔΣ调变 · OFDM · FDM

空间向量调变简称SVM或是SVPWM,是一种控制脉冲宽度调变(PWM)的算法[1],用来产生交流波形,多半是有直流电压输入,利用多组D级放大器英语Class-D amplifier输出电压,驱动三相交流马达。空间向量调变有许多的变体,其输出品质及计算需求也随之不同。目前一个热门的领域是利用算法来减少快速切换时产生的总谐波失真。

目录

  • 1 原理
  • 2 相关条目
  • 3 参考资料
  • 4 外部链接

原理

三相逆变器的拓扑图

右图是一个三相逆变器,用许多开关将直流电源转换为可以驱动三相马达的三相交流电。

开关在控制时,同一臂的上臂及下臂开关不能同时投入,同时投入时直流电源会短路。因此上下臂的动作信号需要互相反相(除反相外还需要有延遟,以下先省略不计),也就是A+ on时,A需为off,反之亦然。因此逆变器会有八种不同的组合,分别是六个有效的向量及二个零向量。

Vector A+ B+ C+ A B C VAB VBC VCA
V0 = {000} OFF OFF OFF ON ON ON 0 0 0 零向量
V1 = {100} ON OFF OFF OFF ON ON +Vdc 0 −Vdc 有效向量
V2 = {110} ON ON OFF OFF OFF ON 0 +Vdc −Vdc 有效向量
V3 = {010} OFF ON OFF ON OFF ON −Vdc +Vdc 0 有效向量
V4 = {011} OFF ON ON ON OFF OFF −Vdc 0 +Vdc 有效向量
V5 = {001} OFF OFF ON ON ON OFF 0 −Vdc +Vdc 有效向量
V6 = {101} ON OFF ON OFF ON OFF +Vdc −Vdc 0 有效向量
V7 = {111} ON ON ON OFF OFF OFF 0 0 0 零向量

若只考虑有效向量V1-6,输出电压为脉波的弦波,每只脚的相位差为120度。

若要实现空间向量调变,先要有一个参考信号Vref依fs的频率取様(Ts = 1/fs)。参考信号可以用三个独立的相讯号用转换英语Alpha beta gamma transform转换。参考信号会用二个有效向量及一个零向量合成。存在多种不同的策略来选择有效向量及零向量。不同的选择会影响谐波成分及切换损失。

三相逆变器用空间向量调变可以产生八种不同的切换向量。Vref位在第一区,Vref_MAX是在不用非线性调变下的最大振幅。

相关条目

  • 转换英语Alpha beta gamma transform
  • 逆变器
  • 变频器
  • 脉冲宽度调变

参考资料

  1. ^ M.P. Kazmierkowski, R. Krishnan, and F. Blaabjerg. Control in Power Electronics: Selected Problems. San Diego: Academic Press. 2002. ISBN 978-0-12-402772-5. 

外部链接

  • Model based control of PMSM motor with space vector modulation Description and working VisSim source code diagram.
  • SIMULATION AND COMPARISON OF SPWM AND SVPWM CONTROL FOR THREE PHASE INVERTER

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