空间矢量调制在电机控制中的应用
实现用空间矢量脉宽调制控制交流电机的算法
实现用空间矢量脉宽调制控制交流电机的算法
考虑三相逆变器上的电机控制的空间矢量调制概念,六个开关由以下等效电路表示。注意,有8个有效的交换配置。
每一种开关配置都会导致施加到电机端子上的特定电压。电压是基本的空间矢量,在空间矢量六边形中表示它们的大小和方向。
与基本空间向量(方向)和零向量(大小)相对应的开关状态被组合起来,以近似于空间向量六边形内任何位置的任何大小的电压向量。例如,对于每个脉宽调制(PWM)周期,通过在指定的时间内使用两个相邻空间向量(图中U3和U4)的切换序列和在剩余时间内使用零向量(U7或U8)的切换序列来平均参考向量' uuf '。
通过控制开关序列,从而控制脉冲的ON时间持续时间,对于每个PWM周期,任何具有不同大小和方向的电压矢量都可以实现。空间矢量调制技术的目标是为每个PWM周期生成对应于参考电压矢量的开关序列,从而实现一个连续旋转的空间矢量。
空间矢量调制技术作用于参考电压矢量,为逆变器的每一个PWM周期产生适当的门信号,目的是实现一个连续旋转的空间矢量。
对于每一个PWM周期,以电压矢量为输入参考,SVM算法:
产生的调制波的性质与双驼峰最大限度地利用可用的直流母线电压。与正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术相比,这提供了更好的额定电压输出。
然后,您可以将生成的门信号应用到三相逆变器的开关,以所需的速度或扭矩驱动电机。
硬件板,如Arduino®,树莓派™和TI板,产生门脉冲,通过接收调制波形驱动电源逆变器。
要了解更多关于在TI硬件上使用SVM实现面向场控制的信息,请观看此视频:基于Simulink的永磁同步电机现场控制,第3部分:部署(52).
采用PWM技术的电机控制算法通常需要在更高的频率下执行,根据设计要求以几千赫为数量级。在进行硬件测试之前,尽早评估控制体系结构的正确性是很重要的。其中一种方法是使用模拟环境。例如,用动态仿真模块,您可以针对建模的电机模拟和验证控制架构,包括脉冲宽度调制技术,如空间矢量调制,并在早期阶段纠正错误。
在Simulink中使用SVM,请参考空间矢量发生器模块.
30天的探索,触手可及。