Модуляция пространственного вектора

Модуляция пространственного вектора (SVM ) - это алгоритм управления широтно-импульсной модуляцией (PWM). Он используется для создания сигналов переменного тока (AC) ; Чаще всего для управления 3-фазными двигателями с питанием от переменного тока с разными скоростями от постоянного тока с использованием нескольких усилителей класса D. Существуют разновидности SVM, которые приводят к различным требованиям к качеству и вычислительным возможностям. Одной из активных областей разработки является снижение общих гармонических искажений (THD), создаваемых быстрым переключением, присущим этим алгоритмам.

Топология базового трехфазного инвертора.

Трехфазный инвертор, показанный справа, преобразует источник постоянного тока через серию переключателей в три выходные ветви, которые могут быть подключены к трехфазному двигателю.

Переключатели должны управляться так, чтобы оба переключателя на одной ноге ни в коем случае не были включены, иначе источник постоянного тока не закорочился. Это требование может быть выполнено за счет дополнительной работы переключателей в ветви. т.е. если A включен, то A выключен, и наоборот. Это приводит к восьми возможным векторам переключения для инвертора, от V 0 до V 7 с шестью активными векторами переключения и двумя нулевыми векторами.

Вектор	A	B	C	A	B	C	VAB	VBC	VCA
V0= {000}	ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ	ВКЛ	ВКЛ	0	0	0	нулевой вектор
V1= {100}	ВКЛ	ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ	ВКЛ	+Vdc	0	−Vdc	активный вектор
V2= {110}	ВКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ	0	+Vdc	−Vdc	активный вектор
V3= {010}	ВЫКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ	−Vdc	+Vdc	0	активный вектор
V4= {011}	ВЫКЛ	ВКЛ	ВКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ	ВЫК	−Vdc	0	+Vdc	активный вектор
V5= {001}	ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ	ВКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ	0	−Vdc	+Vdc	активный вектор
V6= {101}	ВКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ	+Vdc	−Vdc	0	активный вектор
V7= {111}	ВКЛ	ВКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВЫКЛ	0	0	0	нулевой вектор

Обратите внимание, что при просмотре столбцов активных векторов переключения V 1-6, выходные напряжения изменяются как импульсная синусоида, при этом каждое плечо смещено на 120 градусов фазового угла.

. nt пространственно-векторной модуляции опорный сигнал V ref дискретизируется с частотой f s(Ts= 1 / f s). Опорный сигнал может быть сгенерирован из трех отдельных опорных фаз с использованием преобразования $\alpha \; \beta \; \gamma \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; alpha\; \backslash \; beta\; \backslash \; gamma\}$. Затем опорный вектор синтезируется с использованием комбинации двух соседних активных векторов переключения и одного или обоих нулевых векторов. Существуют различные стратегии выбора порядка векторов и того, какой нулевой вектор (ы) использовать. Выбор стратегии повлияет на содержание гармоник и коммутационные потери.

Все восемь возможных векторов переключения для трехполюсного инвертора с пространственной векторной модуляцией. Пример V ref показан в первом секторе. V ref_MAX - максимальная амплитуда V ref до достижения нелинейной перемодуляции.

Существуют более сложные стратегии SVM для несимметричной работы четырехфазных инверторов с четырьмя ветвями. В этих стратегиях векторы переключения определяют трехмерную форму (шестиугольную призму в координатах $\alpha \; \beta \; \gamma \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; alpha\; \backslash \; beta\; \backslash \; gamma\}$или додекаэдр в координатах abc), а не двухмерный шестиугольник . Общие методы SVM также доступны для преобразователей с любым количеством ветвей и уровней

• преобразование αβγ
• Инвертор (электрический)
• широтно-импульсная модуляция