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