SVPWM过调制算法研究与实现

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在电气传动中,为了提高逆变器的输出电压以及在电机控制中增大电机的最大输出转矩,往往需要采用到过调制技术。本文以阐述了SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)过调制技术原理,分析了过调制技术的引入在提高输出电压的同时,其算法的复杂性和电压矢量的修改带来的磁场定向不准和引入的谐波会对控制系统带来的一系列问题。在此基础上分别对开环过调制算法和闭环过调制算法进行了算法上的改进。在开环过调制算法中对过调制Ⅱ区电压矢量的跟随方式进行了修改,采用输出电压矢量相位跳变跟随参考电压矢量相位的方法,在损失一部分精度的情况下很大程度上简化了过调制Ⅱ区的算法复杂度,使得算法控制简单、易于实现;在闭环过调制算法中利用闭环控制系统对电压矢量自动补偿的特点,简化了过调制Ⅰ区的控制算法,省去了过调制Ⅰ区中对参考角度的计算,规避了由计算误差带来的控制精度损失,同时考虑到过调制Ⅰ区到过调制Ⅱ区的平滑过渡,相应地修正了过调制Ⅱ区的算法。该算法具有控制精度高、引入谐波较小、算法相对简单的特点,适用于在闭环控制系统中应用。采用MATLAB/Simulink对这两种改进的算法进行仿真分析以及在磁场定向控制系统中引入闭环过调制技术进行的永磁同步电机实验中验证了本文改进的SVPWM过调制算法的正确性。本文的工作对于SVPWM过调制技术的工程应用具有一定的借鉴意义。
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