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近年來，電機的空間矢量理論被引入到逆變器及其控制中，形成和發展了空間矢量PWM(SVPWM)控制思想。其原理就是利用逆變器各橋臂開關控制信號的不同組合，使逆變器輸出電壓空間矢量的運行軌跡盡可能接近圓形。空間矢量脈寬調制技術，不僅使電機脈動降低，電流波形畸變減小，且與常規正弦脈寬調制(SP-WM)技術相比，直流電壓利用率有很大提高，并更易于數字化實現。 1 電壓空間矢量調制(SVPWM)算法 SVPWM是以磁鏈跟蹤控制為目標，使逆變器瞬時輸出三相脈沖電壓合成的空間電壓矢量與期望輸出三相正弦波電壓合成的空間電壓矢量相等。對于三相電壓型逆變器而言，它有8種工作狀態，用矢量表示這8種空間狀態，如圖1所示。 介紹SVPWM工作原理的相關文獻很多，這里不再細述，以下給出算法步驟： (1)判斷參考電壓矢量Vref所在扇區 引入三個中間變量A，B，C： 則扇區號：S=A+2B+4C。 (2)計算扇區的有效電壓空間矢量和零矢量的作用時間Tx，Ty和T0 引入三個中間變量X，Y和Z： 對于不同的扇區，Tx，Ty按表1取值。 飽和判斷：Tyout。 計算零電壓矢量作用時間：T0=TPWM-Tx-Ty。 (3)開關切換時間分配 先定義空間矢量切換點分別為： 則根據空間矢量所處的扇區不同，晶體管的切換時間Tcm1，Tcm2，Tcm3分別如表2所示。 Simulink仿真環境下可以方便地利用模塊和軟件編程擴展進行仿真。根據上述實現方法，構造了如圖2所示的Simulink仿真模型。 在模型中使用Repeating Sequence模塊作為雙向定時計數器，與SVPWM調制波進行比較，其輸出作為滯環比較器的輸入。Matlab語言編寫的S函數則作為比較值的計算與分配單元。 2 仿真與分析 仿真對象：SVPWM與永磁同步電機。通過Matlab仿真得到的波形如圖3所示。 3 結 語 通過仿真研究，SVPWM矢量控制變頻調速系統的結構簡單，容易實現數字化。扇區判斷正確，占空比對應的時間準確，轉矩輸出波形較平穩。其逆變器直流電壓利用率比用SPWM高，諧波成分小，采用矢量控制技術的電機調速系統動靜態性能非常優良。 |
