space vector modulation -凯发k8网页登录
实现使用空间矢量脉宽调制控制交流电机的算法
实现使用空间矢量脉宽调制控制交流电机的算法
试考虑三相逆变器电机控制的空间矢量调制,该逆变器具有六个开关,如以下等效电路所示。注意,有八种有效的开关配置。
每种开关配置都会产生特定的电压,施加于电机端子。电压是基本空间矢量,以空间矢量六边形表示其幅值和方向。
通过对开关区间内的基本空间矢量(方向)和零矢量(幅值)作用时间进行调节,可以近似得到空间矢量六边形内任意位置、任意幅值的电压矢量。例如图中,一个脉宽调制 (pwm) 周期内,选择两个相邻空间矢量(图中的 u3 和 u4)分别作用一段时间、在周期其余时间内由零矢量(u7 或 u8)作用,从而得到近似平均参考矢量 uref。
通过控制开关序列,即控制脉冲的导通持续时间,就可以在每个 pwm 周期获得具有变化幅值和方向的任何电压矢量。空间矢量调制方法的目标是在每个 pwm 周期生成与参考电压矢量相符的开关序列,以实现连续旋转的空间矢量。
空间矢量调制方法基于参考电压矢量进行操作,在每个 pwm 周期为逆变器生成适当导通信号,目标是实现连续旋转的空间矢量。
在每个 pwm 周期,以电压矢量作为输入参考,svm 算法会:
所生成的马鞍波能够最大程度地利用直流总线电压。与正弦脉宽调制 (spwm) 方法相比,该方法能提供更好的额定电压输出。
然后,您可以将生成的导通信号应用于三相逆变器的开关,以所需的速度或转矩驱动电机。
硬件板卡(如 arduino®、raspberry pi™ 和 ti 板)通过接收调制波形生成导通脉冲来驱动电力逆变器。
要进一步了解如何在 ti 硬件上实现 svm 磁场定向控制,请观看此视频:。
根据设计要求,采用 pwm 方法的电机控制算法通常需要以 khz 级的较高频率执行。在耗费人力物力执行硬件测试之前,必须尽早评估控制架构的正确性。为此,您可以使用仿真环境。例如,使用 simulink,您可以基于电机模型来仿真和验证控制架构,包括空间矢量调制等脉宽调制方法,并尽早修正错误。
要在 simulink 中使用 svm,请参考 。
要进一步了解如何设计和实现电机控制算法,请参阅 motor control blockset 和 simscape electrical。
30 天探索触手可及。