svpwm过调制技术在同步电机控制系统中的应用(审稿后修改)

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1、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)矢量控制中己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附线电压的故大值，所以电压利用率较低。SVPWM过调制技术训以在母线电压不变的悄况下増大逆变器输出电压，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。木文介绍了一种SVPWM过调制方法，该方法模型简单，易于编程，并通过仿真和实

2、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；过调制中图分类号：TM341；TM351文献标志码:AApplicationofSVPWMOvermodulationTechniqueinthePMSMControlSystemWeilichao,Liujinglin,Lujiadong,Yangben(SchoolofAutomationNorthwesternPolytcchnicalUniversityXi'an710129China)Abstract：SVPWMtechnolo

3、gyhasbeenwidelyusedinpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)vectorcontrolsystem.Butthemotorspeedislimitedwhentheinverteroutputvoltagegetmaximum.Andthebusvoltageutilizationratioislowbecausetheinverteroutputvoltagehasnotreachedthemaximumofbusvoltage.SVPWMOvermodulationt

4、echnologycanincreasetheinverteroutputvoltagewhenthebusvoltageremainsthesame・Itwillbeimprovetheutilizationrateofbusvoltage・AndalsoimprovethespeedandloadtorqueofthePMSM・ThispaperintroducesakindofSVPWMovermodulationmethod.Itissimplemodelingandeasytoprogramming.Andtheme

5、thodisverifiedbysimulationandexperiment.Ithasgoodvalueinengineeringapplication・Keywords：PMSM;SVPWM;Overmodulation0引言永磁同步电机rti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⑴。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人时，电机相电流不1

6、SVPWM原理及过调制算法的能再增大，此时合成电压矢量幅值『=〃必/苗，为逆变器直流侧母线电压〔卜現SVPWM过调制技术对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屮搭建模型，仿真及实验结果验证了本文的正确性。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

7、压的平均值与给定电压矢量相等27】。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旷，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°扇区中吋，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图1SVPWM电压矢量图当参考电压矢量i/*<（/dc/V3时，如图2所示，假设参考电压矢量（T位于第I扇区,可以选择相邻的矢量“4、矢量人和零矢暈来合

8、成,如式（Do图2电压空间矢量合成原理图%=U^cosd=T±U4+^U6cos^U^=U^sine=^U6sin^；；⑴SVPWM线性调制首先需要判断合成电压矢量旷处于六边形内哪一个扇区，然后根据式（2）计算旷相邻两个矢量的作用吋间。当零电压矢量作用时间