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空间矢量脉宽调制 ( SVPWM )

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  • 发布时间:2013/12/25 10:30:09
  • 作者:hb_yinhe

空间矢量脉宽调制 ( SVPWM )定义

  空间矢量脉宽调制 ( SVPWM ) 技术被广泛应用于 UPS/ EPS、变频器等各类三相 PWM 逆变电源中。SVPWM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。

三电平变频器输出波形1

空间矢量脉宽调制 ( SVPWM )

空间矢量脉宽调制 ( SVPWM )特点

  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。
  2、利用电压空间矢量直接生成三相PWM波,计算简单。
  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%,具有母线电压利用率高的特点。

SVPWM、SPWM、PWM的区别

01PWM

  脉冲宽度调制(PWM),晶闸管工作在开关状态,晶闸管被触发导通时,电源电压加到电动机上;晶闸管关断时,直流电源与电动机断开;这样通过改变晶闸管的导通时间(即调占空比ton)就可以调节电机电压,从而进行调速。
对比SVPWM的产生原理可知,SVPWM本身的产生原理与PWM没有任何关系,只是形似。

02SPWM

  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,但是他们确实殊途同归的。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。SPWM电源利用率不高(只有86%)、谐波成分大,因此,在新近开发的产品中其应用逐渐被性能优异的SVPWM所取代。

 

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