电压空间矢量脉宽调制技术的研究及其实现

发布时间：2017-04-08 17:21

  本文关键词：电压空间矢量脉宽调制技术的研究及其实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着全控型快速半导体自开关器件和智能型高速微控制芯片的发展,数字化PWM成为PWM控制技术发展的趋势。但是传统的SPWM法比较适合模拟电路实现,不适应于现代电力电子技术数字化的发展趋势。电压空间矢量脉宽调制(Space-Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)控制技术是一种优化了的PWM控制技术,和传统的SPWM法相比,不但具有直流利用率高(比传统的SPWM法提高了15.47%),输出谐波少,控制方法简单等优点,而且易于实现数字化。 本文首先对脉宽调制技术的发展现状进行了综述,在此基础上分析了电压空间矢量脉宽调制技术的发展现状;接着对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理进行了详细的分析和推导,SVPWM是基于磁链追踪的思想,它以三相对称正弦波电压供电下三相对称电动机定子理想磁链圆为基准,由三相逆变器不同开关模式下所形成的实际磁链矢量来追踪基准磁链圆的,在追踪的过程中,逆变器的开关模式作适当的切换,从而形成PWM波;然后详细分析了电压空间矢量脉宽调制技术的调制波,虽然SVPWM法的调制波是隐含的,但是为了揭示SVPWM法与SPWM法的内在联系,需要求出SVPWM在A-B-C坐标系上的等效调制波,也就是将SVPWM的隐含调制波显化;SVPWM实质是一种基于空间矢量在三相正弦波中注入了零序分量的调制波进行规则采样的一种变形SPWM。 文章还详细分析了SVPWM法的基本调制方式,在前人研究的基础上对现有的SVPWM控制算法进行了一些改进,重点分析了过调制和扇区过渡两种特殊情况下的控制算法。利用MATLAB6.5软件中的动态仿真工具SIMULINK对改进之后的控制算法进行了动态仿真,通过仿真分析验证了改进后控制算法的正确性。在此基础上,建立了SVPWM逆变器供电下异步电动机开环变频调速系统动态仿真模型,详细分析了该情况下系统的动态性能,并与传统SPWM逆变器供电下异步电机开环变频调速系统的动态性能进行了比较,SVPWM逆变器供电下的系统动静态性能良好,电机转矩脉动小,相电流更接近于正弦波。 最后,利用上海迅特电子科技有限公司开发的以TMS320LF2407ADSP芯片为核心的IMCD2407电机控制方案实现了SVPWM的控制算法和SVPWM逆变器
【关键词】：脉宽调制 SVPWM 磁链追踪 SIMULINK 数字信号处理器 IMCD2407
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TM921.5
【目录】：

• 第一章 绪论9-16
• 1．1 脉宽调制(PWM)技术发展概况9-12
• 1．1．1 脉宽调制(PWM)技术的发展现状9-11
• 1．1．2 脉宽调制(PWM)技术的应用11-12
• 1．2 电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术发展概况12-14
• 1．3 课题研究的意义及主要工作14-16
• 第二章 SVPWM技术的理论基础16-24
• 2．1 电压空间矢量的概念16-17
• 2．2 电压矢量与磁链矢量的关系17-18
• 2．3 三相逆变器的基本电压矢量18-21
• 2．4 磁链跟踪PWM的基本思想21-24
• 第三章 SVPWM技术的调制方式24-34
• 3．1 SVPWM的基本调制算法24-27
• 3．2 SVPWM的两种开关调制模式27-30
• 3．2．1 连续开关调制模式27-29
• 3．2．2 不连续开关调制模式29-30
• 3．3 SVPWM调制波的显化30-34
• 3．3．1 对称规则采样法SPWM31-32
• 3．3．2 连续开关调制模式SVPWM的等效相电压调制波32-34
• 第四章 SVPWM控制算法分析及仿真34-59
• 4．1 MATLAB动态仿真工具SIMULINK简介34-35
• 4．2 SVPWM的控制算法35-46
• 4．2．1 参考电压矢量U_(ref)~*所处扇区N的判断36-39
• 4．2．2 计算相邻两电压空间矢量的作用时间T_x，T_y39-45
• 4．2．2．1 常规SVPWM模式下，计算T_x，T_y39-40
• 4．2．2．2 过调制暂态的处理40-41
• 4．2．2．3 参考电压U_(ref)~*扇区过渡的处理41-45
• 4．2．3 计算A，B，C三相相应的开关时间T_(cm1)，T_(cm2)，T_(cm3)45-46
• 4．3 SVPWM的SIMULINK实现46-50
• 4．4 仿真结果与分析50-59
• 4．4．1 SVPWM逆变器供电下异步电动机变频调速系统仿真模型50-51
• 4．4．2 电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法仿真结果及分析51-59
• 4．4．2．1 不同参考电压矢量U_(ref)~*输入下的仿真结果及分析51-54
• 4．4．2．2 SVPWM逆变器供电下系统动态性能仿真结果与分析54-59
• 第五章 基于TMS320LF2407A DSP的SVPWM控制算法的数字化实现59-70
• 5．1 数字信号处理器／MS320LF2407A DSP简介59-60
• 5．2 IMCD2407电机控制方案简介60-62
• 5．3 电压空间矢量SVPWM技术的DSP实现62-70
• 5．3．1 利用变频调速的原理确定参考电压矢量U_(ref)~*的分量U_α和U_β63-64
• 5．3．2 利用软件法实现电压空间矢量PWM的编程方法64-68
• 5．3．3 试验结果与分析68-70
• 第六章 总结与展望70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文75

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 王璐;朱晓亮;龚春英;肖岚;;三相并网逆变器的控制与死区补偿[J];电力电子技术;2010年09期

2 赵国材;周前程;赵力;;矢量控制在双馈风电网侧变换器中的应用[J];电力电子技术;2012年05期

3 唐渝;赵莉华;;有源滤波器的空间矢量控制策略仿真研究[J];电源世界;2010年11期

4 邱晨;;基于DSP的永磁同步电机SVPWM矢量控制算法研究[J];电工文摘;2012年04期

5 侯世英;张诣;;电压频率偏移条件下新型锁相环在三相电压型PWM整流器中的应用[J];电力系统保护与控制;2011年17期

6 江博;杨磊;张敏;;间接转矩控制的仿真研究[J];煤矿机械;2010年07期

7 田君龙;陈荣;;直驱风力发电三相并网逆变电源研究[J];科学技术与工程;2013年02期

8 毕向阳;朱凌;;空间矢量脉宽调制在有源滤波器中的应用[J];通信电源技术;2008年05期

9 李朋;罗飞;许玉格;郭智于;;电梯驱动与能量回馈一体化控制系统设计[J];自动化仪表;2011年11期

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1 杨艳男;张立伟;吴家龙;刘杰;;电动汽车驱动系统逆变控制及特性分析[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年

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1 高圣伟;空间矢量调制直接转矩控制系统研究[D];河北工业大学;2011年

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1 于中伟;基于直接转矩控制的永磁同步电机伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 孙轶男;基于锁相环的永磁同步电机能量回馈控制系统研究[D];哈尔滨理工大学;2010年

3 公伟勇;基于双DSP控制系统的三相并联型有源电力滤波器研究[D];华南理工大学;2011年

4 徐铎;三电平PWM整流器及网侧谐波抑制[D];安徽理工大学;2010年

5 江博;基于双PWM矿井提升机变频调速系统的研究[D];安徽理工大学;2011年

6 许鹏飞;无速度传感器电压矢量控制方法研究[D];安徽理工大学;2011年

7 朱晓亮;基于电网电压定向三相并网逆变器的研究[D];南京航空航天大学;2010年

8 李成杰;LPWM控制两相电磁搅拌电源的研究[D];内蒙古科技大学;2010年

9 梁慧;永磁同步电机频率调制PWM技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

10 左坤;并联型有源电力滤波器的研究[D];内蒙古科技大学;2011年

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本文编号：293314