空间矢量调制(SVM)是一种常见的技术磁场定向控制对感应电动机和永磁同步电机(永磁同步电动机)。负责生成空间矢量调制脉冲宽度调制信号来控制逆变器的开关,然后产生所需的调制电压驱动电动机所需的速度或转矩。空间矢量调制也称为空间矢量脉宽调制(SVPWM)。您可以使用MATLAB^®和动态仿真模块^®实现空间矢量调制技术或利用预先构建的支持向量机运动控制应用程序库。

支持向量机的目标

考虑电机控制的空间矢量调制的概念与六开关三相逆变器由以下的等效电路表示。注意,有八个有效转换配置。

每一个转换配置的结果在一个特定的电压应用于电动机终端。基本电压空间矢量和代表他们的大小和方向在空间向量六边形。

对应的基本空间的切换状态向量(方向)和零向量(级)结合近似一个电压矢量的大小,在任何位置,在空间矢量六边形。例如,对于每一个脉冲宽度调制(PWM)时期,参考向量平均Uref是通过使用一个转换序列的两个相邻空间向量(U3和U4图中)指定的持续时间和零矢量(得以或与)的时期。

通过控制开关序列,因此脉冲时间,任何电压矢量不同大小和方向为每一个PWM周期是可以实现的。空间矢量调制技术的目标是生成转换序列,对应于每一个PWM周期的参考电压矢量实现不断旋转空间矢量。

支持向量机操作

空间矢量调制技术操作参考电压矢量生成适当的闸门信号每PWM逆变器期间,不断实现目标的旋转空间矢量。

对于每一个PWM周期,与电压向量作为输入参考,SVM算法:

• 计算——根据参考电压矢量和off-gating时间
• 使用门次生成双驼峰调制波形
• 使用浇注时间来生成适当的门脉冲逆变器开关

自然生成的调制波与双驼峰最大化利用可用的直流总线电压。这提供了一个更好的额定电压输出相比,正弦脉宽调制(SPWM)技术。

然后您可以生成的闸门信号应用于三相逆变器驱动电动机的开关所需的速度或转矩。

PWM的硬件支持

硬件板,如Arduino^®、覆盆子π™和钛板,生成门脉冲驱动逆变器通过接收调制波形。

想要了解更多关于间接磁场定向矢量控制实现对支持向量机在TI的硬件上,看这个视频:磁场定向控制的永磁同步电动机的仿真软件,第3部分:部署(52)。

电机控制算法与PWM技术工作通常需要执行在更高频率几千赫的顺序根据设计要求。是很重要的早期评估控制体系结构的正确性,之前的硬件测试。其中一个方法是使用一个模拟环境。例如,使用动态仿真模块,你可以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,对电机建模和纠正错误处于初期阶段。

使用支持向量机模型,请参考空间矢量发生器块。

了解更多关于如何设计和实现电机控制算法,电机控制Blockset和Simscape电。