电机控制的空间矢量调制(SVM)
使用空间矢量脉冲宽度调制来实现用于控制AC电动机的算法
空间矢量调制(SVM)是一种常用技术面向现场控制的控制用于感应电机和永磁同步电机(PMSM)。空间矢量调制负责产生脉宽调制信号,以控制逆变器的开关,然后产生所需的调制电压,以所需的速度或扭矩驱动电机。空间矢量调制也称为空间矢量脉宽调制(SVPWM)。您可以使用MATLAB®和万博1manbetx®为电机控制应用实施空间矢量调制技术或利用预构建的SVM库。
SVM目标
考虑空间矢量调制的概念,用于电机控制三相逆变器上的六个开关,由下列等效电路表示。注意,有八种有效的切换配置。
每个开关配置导致施加到电机端子的特定电压。电压是基本空间向量,并表示空间矢量六边形的幅度和方向。
对应于基本空间矢量(方向)和空向量(用于幅度)的切换状态被组合以在空间矢量六边形内的任何位置近似于任何幅度的电压矢量。For example, for every pulse width modulation (PWM) period, the reference vector ‘Uref’ is averaged by using a switching sequence of two adjacent space vectors (U3 and U4 in the figure) for a specified duration of time and a null vector (U7 or U8) for the rest of the period.
通过控制切换序列,因此脉冲的接通时间持续时间,对于每个PWM时段可以实现具有不同大小和方向的任何电压矢量。空间矢量调制技术的目的是产生对应于每个PWM周期的参考电压矢量的切换序列,以实现连续旋转的空间矢量。
SVM操作
空间矢量调制技术在参考电压矢量上操作,以产生每个PWM时段的适当栅极信号,其目的是实现连续旋转空间向量。
对于每个PWM周期,以电压矢量为输入参考,支持向量机算法:
- 基于参考电压矢量计算和偏移时间
- 利用门控时间产生双驼峰调制波形
- 使用Gating时间为变频器开关产生适当的栅极脉冲
产生的双驼峰调制波的性质最大限度地利用了可用的直流母线电压。与正弦脉宽调制(SPWM)技术相比,这提供了更好的额定电压输出。
然后,您可以将所生成的栅极信号应用于三相逆变器的开关以以所需的速度或扭矩驱动电动机。
PWM的硬件支持万博1manbetx
硬件板,如Arduino®,Raspberry PI™和TI板,通过接收调制波形来产生栅极脉冲以驱动电源逆变器。
要了解有关在TI硬件上使用SVM实现面向现场控制的信息,请注意此视频:使用Simulink的PMSMS面向现场控制,第3部分:部署万博1manbetx(4:52)。
根据设计要求,采用PWM技术的电机控制算法通常需要在几个kHz的顺序中执行更高的频率。在投入硬件测试的费用之前,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,使用万博1manbetx,您可以模拟和验证控制架构,包括脉冲宽度调制技术,例如空间向量调制,对模型电动机并在早期阶段进行整流错误。
在Simulink中使用SV万博1manbetxM,请参考空间矢量发生器。
例子和如何做
- 空间矢量调制器的感应电机直接转矩控制——示例
- 异步机器直接扭矩控制与空间矢量调制器——示例
- 空间矢量PWM-DTC感应200 HP电机驱动——示例
- 三相PMSM驱动器——示例
- 面向磁体同步机的导向控制——示例
- ATB Technologies使用TI的C2000 MCU的代码生成将电动机控制器开发时间减少50%- 用户的故事
- 伊顿公司加快中型混合动力卡车的发展- 用户的故事
软件参考
- SVPWM生成器(二级)——文档
- PWM发生器(三相,两电平)——文档
- PWM发电机(三相,三级)——文档
- 空间矢量PWM VSI感应电机驱动——文档
- 嵌入式编码器支持T万博1manbetxI C2000- 万博1manbetx支持包
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