SVPWM的一些理解

本文探讨了SVPWM(空间电压矢量脉宽调制)技术,解释了直流母线电压利用率的概念,指出SVPWM中由于中性点浮动导致的线电压与相电压的关系。介绍了Clark和Park变换在三相解耦中的作用,强调了坐标变换在逆变器控制中的重要性,并详细阐述了SVPWM的计算过程,包括确定区域角和合成矢量的选取。

直流母线电压利用率定义:

直流母线电压利用率=输出线电压波形幅值/直流母线电压。

不用相电压定义,是因为Y接时N点是在浮动的,Δ接时没有N点,所以N点是虚的。

SPWM线电压幅值是相电压幅值的sqrt(3)。相电压最大幅值为Udc/2。中性点是固定的,不会动。

SVPWM因为中性点N在浮动,相电压波形对于地(Vdc的负端)来说是马鞍波,所以不满足相线之间的sqrt(3)关系。N点的浮动相当于三次谐波的波形。

线电压最大幅值为Udc,相电压最大幅值为2/3Udc

Clark变换:

Clark变换是为使相互耦合的三相解耦成两相电路。

ABC三相有时间差:A超前于B,B超前于C。各相差120°

ABC三相位于电机上的定子电角度有位置差:位置上有A超前B,B超前C,也各相差120°。

所以有以下式子,以下式子表示为合成的旋转电压的幅值。

当分解在α轴和β轴就有Clark变换:3/2变换

等幅值变换k=23,等功率变换k=23,等幅值变换是为了使旋转电压的幅值等于ABC相电压的幅值。等功率变换就是为了使输出功率相等。

Park变换

从静止坐标到旋转坐标。

 坐标变换个人愚见:

    关于park变换的角度θ该怎么去取,后面仔细想了下,如果需要跟随电网的角度的话,就需要用同一种变换方式,换算出电网的相角,电流的计算方式应与电网换算角度的方式相同,即电流电压坐标变换应在同一种变换下,d轴与α轴相差θ角(电网角度)。

    我们逆变器控制通常采用Id可以控制有功分量,在Clark变换时采用等幅值变换,d轴的大小可代表为相电压的幅值。Iq可以控制无功分量,如果Id与Iq一起控制时,合成电流的幅值也会发生相应的变化。

SVPWM的计算:

    通过环路运算后可以得到Id与Iq的参考值,通过平方和。即可得到所需的矢量的幅值。此时,Vref的角度发生了变化,不再是电网的角度,所以代入SVPWM时要算出区域角,即Vref与α的夹角。

   然后根据不同区域,选择合成矢量。就可以推出作用矢量的长度,根据作用长度就可以推出作用时间。

如果根据等幅值变换,正六边型的轴线长度,为2/3Vdc。剩下的就是解三角形了。

参考资料:

(23条消息) SVPWM算法原理及详解_qlexcel的专栏-优快云博客_svpwm

如何深入理解SVPWM? - 知乎 (zhihu.com)

SVPWM调制中的6个非零基础电压矢量的幅值到底是Udc还是2/3Udc ? 电压利用率为什么是1?clark变换的系数? - 知乎 (zhihu.com)

4种派克(Park)变换、克拉克(Clark)变换与基于dq轴解耦的双闭环控制之间的关系(一) - 知乎 (zhihu.com)

手撕系列(2):Clark变换与Park变换 - 知乎 (zhihu.com)

### 回答1: SVPWM是一种高级的PWM控制算法,也是一种直接矢量控制技术,特别适用于三相变频器的控制。它在控制时,将输入的模拟量和数字量直接转换成高级的PWM信号,使输出的电压具有高精度、高效率、高控制性等特点。 SVPWM的核心思想是通过对电压矢量的控制,实现输出电压与转速和负载之间的关系。矢量控制是指,根据电机电流的“虚部”与“实部”来控制电机,从而让电机旋转。在SVPWM中,通过绘制一个“虚部”、“实部”坐标系,可以将电机的电压矢量向量进行分解,然后就可以根据该矢量控制产生合适的相电压,从而使电机的运行更加平稳,效率更高。 实际应用中,SVPWM算法采用硬件DSP/FPGA等高速芯片来实现,通过简单和高效的计算方式,对于各种负载和条件的控制都非常适用。同时,SVPWM算法也比传统的PWM算法更加适合于变速操作,可以实现电机在变速过程中始终保持平顺、高效的特点。 总之,SVPWM算法利用高精度的矢量控制技术,实现了对三相电机的高效控制,可广泛应用于电动车、风力发电、太阳能发电、流量控制、工业控制等领域。 ### 回答2: svpwm算法是一种基于三相电压控制的电机控制算法。通过调节电压和频率,直接控制电机运行的转速和方向。下面我们来简单了解一下svpwm算法的原理和实现。 svpwm算法是基于空间向量PWM控制技术的改进方法,在磁通方向不变的情况下,能够控制电机相对于磁场的位置和大小。该算法根据电机电压的变化,通过合理的调节电压和频率来实现对电机的精确控制。 该算法的实现步骤如下: 1.输入参数 首先需要输入电源电压、平均值、电机频率、运行状态和工作模式等相关参数。 2.转换成空间向量 将输入参数转换成空间向量,根据空间向量的大小和方向来控制电机的转速和方向。 3.换相控制 实现换相控制,通过改变电机相对位置来控制运动方向。 4.选用最优的输出 在控制信号中选择符合要求的最优的输出电压,达到对电机的精准控制。 5.转移输出 将输出结果转移回输入参数。 这是svpwm算法的基本原理和实现方法,通过对输入参数进行处理和控制,实现对电机的高精度控制。利用该算法,可以更加精确的控制电机的转速和方向,提高电机的性能和效率。 ### 回答3: SVPWM算法是一种常用的交流电机驱动器的控制方法。所谓的SVPWM,全称是Space Vector Pulse Width Modulation,就是空间矢量脉宽调制,通过可控的电压波形,使得电机在恰当的时间内获取适当的电源并实现动力输出。简单来说,就是将直流输入转换为相应的交流输出,以控制电机的运转速度、方向和输出功率。 在SVPWM算法中,首先将输入电压进行转换,从而产生三相交流电压的引导信号,接着通过一组比较器进行比较,从而生成PWM波形。这些PWM波形与输入电压一同输出到交流电机,通过电机内部的电气设计,让电机产生恰当的磁场,从而完成机械运动输出。 SVPWM算法主要有以下两个关键步骤: 1.确定矢量的坐标 SVPWM算法中,将电机控制转化为空间矢量的计算和分析,需要确定矢量的坐标。这一步骤需要对三个交流电压作图,形成一个三角形,同时通过比较器选出与三角形内部矢量距离最近的矢量点。 2.计算PWM波形 选择合适的矢量坐标之后,SVPWM算法会通过应用三角函数来计算出三个相位的PWM调制波形,以达到电机运行所需要的工作状态。这一步骤中,PWM波形的周期和占空比都是需要进行控制和调整的。 综上所述,SVPWM算法可以实现对交流电机的精确控制,把输入的直流信号转化为需要的交流信号,从而实现电机输出的运动。对于工业领域中的电机驱动器应用,SVPWM算法是一种成熟可靠的方式,可以实现较高的效率和控制精度。
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