SVPWM过调制技术在同步电机控制系统中的应用(审稿后修改).doc

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1、SVPWM过调制技术在同步电机控制系统中的应用(审稿后修改)  SVPWM过调制技术在同步电机控制系统中的应用卫丽超,刘景林,鲁家栋,杨奔(西北工业大学自动化学院,西安,710129)摘要空间电压脉宽调制(SVPWM)技术在永磁同步电机(PMSM)矢量控制中已经得到了广泛的应用,但当逆变器输出电压达到最大值时,电机转速便受到限制,此时逆变器输出电压没有达到母线电压的最大值,所以电压利用率较低。  SVPWM过调制技术可以在母线电压不变的情况下增大逆变器输出电压,提高母线电压的利用率,进而提高电机的最高转速和负载转矩。  本文介绍了一种SVPWM过调制方法,该方法模型简单,易于编程,并通

2、过仿真和实验验证了其正确性,在工程应用中具有较好的应用价值。  关键词永磁同步电机;空间电压脉宽调制;过调制TM341;TM351文献标志码:AApplicationofSVPWMOvermodulationTechniqueinthePMSMControlSystemWeilichao,Liujinglin,Lujiadong,Yangben(SchoolofAutomationNorthwesternPolytechnicalUniversityXi’an710129China)AbstractSVPWMtechnologyhasbeenwidelyusedinpermanentm

3、agsynchronousmotor(PMSM)vectorcontrolsystem.Butthemotorspeedislimitedwhentheinverteroutputvoltagegetmaximum.Andthebusvoltageutilizationratioislowbecausetheinverteroutputvoltagehasnotreachedthemaximumofbusvoltage.SVPWMOvermodulationtechnologycanincreasetheinverteroutputvoltagewhenthebusvoltagerem

4、ainsthesame.Itwillbeimprovetheutilizationrateofbusvoltage.AndalsoimprovethespeedandloadtorqueofthePMSM.ThispaperintroducesakindofSVPWMovermodulationmethod.Itissimplemodelingandeasytoprogramming.Andthemethodisverifiedbysimulationandexperiment.Ithasgoodvalueinengineeringapplication.KeywordsPMSM;SV

5、PWM;Overmodulation0引言永磁同步电机由于其结构简单、运行可靠,具有高功率因数和高效率的特点,广泛应用于航空航天、数控机床、工业机器人和制造业等高性能自动化设备领域中[1]。  空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术使得同步电机转矩脉动小、调速范围宽、动态响应快。  但是逆变器输出电压随着电机转速的升高达到最大时,电机相电流不能再增大,此时合成电压矢量幅值??=???/√3,???为逆变器直流侧母线电压[1~3]。  SVPWM过调制技术可以提高母线电压的利用率,提高逆变器的输出电压,从而提高电机的最高转速和负载转矩,在机床加工行业中,可以显著地提升加工速度,具有广

6、泛的应用前景和显著的经济效益。  本文给出了一种SVPWM过调制策略,在Matlab/Simulink中搭建模型,仿真及实验结果验证了本文的正确性。  1SVPWM原理及过调制算法的实现SVPWM调制分为线性调制区域和过调制区域。  SVPWM根据伏秒平衡原则,通过在一个PWM周期内对8个基本电压矢量组合,使逆变器输出电压的平均值与给定电压矢量相等[4~7]。  电压调制的控制指令是矢量控制系统给出的参考矢量信号??,它以某一角频率在空间逆时针旋转,当旋转到矢量图的某个60°扇区中时,控制系统计算该区间所需的基本电压空间矢量,并以此矢量所对应的状态驱动功率管的开关。  在SVPWM线性

7、调制模式下,逆变器能够输出的最大不失真圆形旋转电压矢量为图1所示六边形内切圆,其幅值即逆变器输出的不失真最大正弦相电压幅值为??=???/√3。  ΙΙΙΙΙΙΙVVVΙ4  (100)U6  (110)U2  (010)U3  (011)U1  (001)U5  (101)U0  (000)U7  (111)Uαβ*U图1SVPWM电压矢量图当参考电压矢量??  (1)。  60?αβ4U6U44TUT66TUTUβUαθ*U图2电压空间矢量

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