发布时间 : 星期一 文章交流永磁直线电机及其伺服控制系统的设计更新完毕开始阅读
3.4脉宽调制技术
1964年，德国的A.Schonung等人率先提出了脉宽调制变频的思想，他们把通信系统中的调制技术推广应用于交流变频器，即正弦波脉宽调制技术（SPWM）。经典的SPWM控制主要着眼于使逆变器输出电压尽量接近正弦波，或者说，希望输出PWM电压波形的基波成分尽量大，谐波成分尽量小。至于电流波形，则还会受负载电路参数的影响，控制上就不再过问了。电流跟踪控制则直接着眼于输出电流是否按正弦变化，这比只考查输出的电压波形是进了一步。然而电机需要输入三相正弦电流的最终目的是在空间产生圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。电压空间矢量控制（SVPWM）就是对准这一目标，把逆变器和电机视为一个整体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制PWM电压。空间电压矢量脉宽调制方式（SVPWM）的PWM开关信号切换次数大大减小，减少了输出信号的谐波分量，降低了电机运行时的噪音和推力波动，符合数字化逆变技术的发展方向术。
对于三相电压型逆变器而言，电机的相电压依赖于它所对应的逆变器桥臂上下功率开关的状态，如图3-4所示。
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。本实验中采用SVPWM调制技
图3-4 逆变器功率开关管状三相桥式逆变器，通过三相的组合，共有八种工作状态。若规定上桥导通为状态1，下桥导通为状态0，则有如下的状态如表3-1所示
表3-1 逆变器8种工作状态
这八种空间状态可用矢量的概念表示。如图3-5所示：
图3-5 逆变器工作状态空间矢量表示
建立人们习惯的α-β坐标系，可见每一种空间状态都对应一个α、β分量。如表3-2
所示：
表3-2 空间矢量???坐标系对应值 从VAN、VBN、VCN到VS?、VS?的变换即矢量变换中的Clarke变换，见公式3-14。由于只有8种状态，其中O0和O111是零矢量，在实际应用中只起延时作用。所以剩下的6个矢量只能合成一个正六边形，而不是所需要的圆形磁链轨迹。但我们可以利用它们的线形组合，以获得更多的与上面8个矢量不同的新的电压空间矢量，从而尽可能逼近圆形旋转磁场。对应到直线电机中即为直线行走的磁场。如图3-6所示。
图3-6 区间1内矢量合成过程 当磁链轨迹行走到相应的区间时，就由对应的2个矢量进行组合。由于每一段的时间
非常短，而且DSP的SVPWM电路自动把每次组合的两段时间都分成几部分交替穿插在一起，这样本来是两个有时间先后顺序的矢量就可以以矢量相加的形式进行运算。图中以U0和
U60之间的区域进行说明。
T?T1?T3?T0
（3-19）
U?T1TUT3out0?TU60 换算到???坐标系中得：
Ubeta?T3TU60sin(600) U?T1TUT3alfa0?TU60cos(600) 由上式可求得：
TT1?2(3Ualfa?Ubeta) T3?TUbeta 归一化处理得：
t1?T1T?12(3Ualfa?Ubeta) t2?T3T?Ubeta
3-20）
3-21）
3-22） 3-23）
3-24）
（ （ （（ （