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SVPWM與SPWM的區(qū)別

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  • 發(fā)布時間:2014/11/17 9:33:38
  • 作者:AnyWay中國

  變頻器由開關(guān)器件構(gòu)成,依據(jù)目前技術(shù),不能直接產(chǎn)生正弦波,而是只能產(chǎn)生一種效果與正弦波基本相當?shù)?a href="/NewsDetail-374.aspx" target="_blank">PWM波。所謂效果基本相當,是因為這種PWM波從頻譜上看,由與標準正弦波頻率相同的正弦波及頻率遠遠高于標準正弦波頻率的各種高次諧波構(gòu)成,而對于變頻器的負載電機而言,高次諧波對電機轉(zhuǎn)矩基本無影響,也就是說,對電機而言,這種PWM波的效果與正弦波相當。

  SPWM全稱Sinusoidal Pulse Width Modulation,意為正弦脈沖寬度調(diào)制,簡稱正弦脈寬調(diào)制,SPWM著眼于產(chǎn)生三相對稱的正弦電壓源。理想的SPWM變頻器,不論相電壓還是線電壓,均不包含低次諧波。其最低次的諧波發(fā)生在一倍開關(guān)頻率附近。

  SVPWM出現(xiàn)在SPWM之后,是針對電機負載對SPWM的做出改良后的技術(shù)。

  SVPWM全稱Space Vector Pulse Width Modulation,意為空間矢量脈沖寬度調(diào)制,簡稱空間矢量脈寬調(diào)制。矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器均基于SVPWM技術(shù)。

  SVPWM的空間矢量是指通過電壓矢量產(chǎn)生的磁場矢量,磁場矢量是空間旋轉(zhuǎn)的矢量,SVPWM將電壓矢量通過脈寬調(diào)制,旨在產(chǎn)生空間旋轉(zhuǎn)的磁場矢量。SVPWM從三相輸出電壓的整體效果出發(fā),著眼于如何使電機獲得理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場。其相電壓往往不是正弦波,但其線電壓是正弦波,而其繞組電流的諧波成分較PWM小,旋轉(zhuǎn)磁場更逼近圓形,使得電機轉(zhuǎn)矩脈動降低。

SVPWM輸出相電壓波形為馬鞍形,線電壓波形為正弦波

圖1、SVPWM相電壓波形為馬鞍形,線電壓波形為正弦波

  基于SVPWM思想,可以衍生出無數(shù)種調(diào)制技術(shù),對于理想三相電機,SVPWM的無數(shù)種調(diào)制方式中,有一種的效果與SPWM效果完全相同。然而,實際的SVPWM,在不影響控制效果的前提下,直流母線電壓利用率有顯著提升。受SVPWM的啟示,某些SPWM變頻器通過相電壓注入三次諧波,也能達到類似的效果,當然,嚴格講,這已經(jīng)不是嚴格意義上的SPWM了。

  此外,SVPWM開關(guān)動作次數(shù)減少,降低了開關(guān)損耗,有利于提升變頻器效率。

  SPWM和SVPWM的諧波均集中在開關(guān)頻率整數(shù)倍附近。SPWM電壓低次諧波含量少;SVPWM電流低次諧波含量少。

含三次諧波的SVPWM變頻器諧波分布

圖2、注入三次諧波的SPWM相電壓頻譜


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