电机控制的空间矢量调制(SVM)
实现用空间矢量脉宽调制控制交流电机的算法
支持向量机的目标
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。
每一个开关配置导致一个特定的电压施加到电机端子。电压是基本的空间矢量,在一个空间矢量六边形中表示它们的大小和方向。
对应于基本空间矢量(方向)和零矢量(幅度)的开关状态被组合起来,以近似空间矢量六边形中任意位置任意幅度的电压矢量。例如,对于每个脉宽调制(PWM)周期,使用两个相邻空间向量(图中U3和U4)在特定时间内的切换序列和一个空向量(U7或U8)在剩余时间内的切换序列平均参考向量‘Uref’。
通过控制开关序列和脉冲的开启时间,可以实现每个PWM周期中任意大小和方向的电压矢量。空间矢量调制技术的目标是产生对应于每个PWM周期的参考电压矢量的开关序列,以实现连续旋转的空间矢量。
支持向量机操作
空间矢量调制技术作用于参考电压矢量,在PWM周期内为逆变器产生合适的门信号,以实现连续旋转的空间矢量。
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开/关门时间
- 利用门控时间产生双驼峰调制波形
- 使用门控时间为逆变开关产生适当的门脉冲
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。
PWM的硬件支持金宝app
硬件板,如Arduino®、Raspberry Pi™和TI板,通过接收调制波形产生门脉冲来驱动功率逆变器。
要了解更多关于在TI硬件上使用SVM实现面向领域的控制的信息,请观看这个视频:Simulink面向领域的pmms控制,第3部分:部署金宝app(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,使用金宝app,您可以模拟和验证控制体系结构,包括脉宽调制技术,如空间矢量调制,针对一个建模的电机,并在早期纠正错误。
在Simulink中使用SV金宝appM,请参考空间矢量发生器.
要了解更多关于如何设计和实现电机控制算法参见,电机控制Blockset和Simscape电.
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
- 空间矢量调制器异步电机直接转矩控制——示例
- 空间矢量PWM-DTC感应200hp电机驱动——示例
- 三相永磁同步电动机驱动器——示例
- 永磁同步电机的磁场定向控制——示例
- ATB Technologies采用TI的C2000单片机代码生成技术,将电机控制器开发时间缩短了50%——用户故事
- 伊顿公司加快中型混合动力卡车的发展——用户故事
软件参考
- SVPWM生成器(二级)——文档
- PWM发生器(三相,两电平)——文档
- PWM发生器(三相,三电平)——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金宝appI C2000——金宝app支持包
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