电机svpwm控制原理

基于svpwm的双电机偏差耦合同步控制系统

【摘要】针对双电机转速同步的问题，提出了偏差耦合同步控制策略。电机控制使用svpwm变频调速方式，建立了系统仿真模型，并进行了负载干扰情况下的双电机转速同步仿真。系统采用matlab仿真软件进行仿真，结果表明，采用偏差耦合转速补偿方法可以很好的降低双电机转速差，实现双电机的转速同步控制。

【关键词】同步控制；svpwm；偏差耦合控制；PID控制；永磁同步电机

1.引言

随着工业技术的发展，在航空、军事、机械制造领域等需要多个电机同时驱动一个或多个工作部件进行协调控制的场合越来越多。传统的控制系统多采用单一电机实现单轴控制，电机的输出转矩有一定的限制，当传动系统需要较大的驱动功率时，必须特制功率与之相匹配的驱动电机和驱动器，使得系统的成本上升，而且过大的输出功率的电机受到制造工艺和电机性能的影响，大功率的驱动器的研制也会受到半导体功率器件的限制[1]。电机在实时跟随同一目标转速的同时.还需要保持两电机问的转速同步，否则便会导致后面的机械传动精度下降。针对以上问题解决方法是采用多个电机对其进行控制，但是多电机之间同步的好坏直接影响到生产效率和产品质量，因此多电机同步控制的研究具有非常重要的现实意义[

本实验通过设计电路,编写程序来驱动步进电机的转动。采用开环控制方式,使之能对步进电机的转动方向,速度和角度进行调节。所谓步进,就是指每给步进电机一个递进脉冲,步进电机各绕组的通电顺序就改变一次,即电机转动依次。根据步进电机控制绕组的多少可以将电机分为三相、四相和五相。实验中采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍,电压为DC12v

装 订 线

微型计算机原理综合实验

题目：学 院 学科门类 专 业 电气工程及其自动化 学 号 姓 名 指导教师

2009 年 12 月 13 日

本实验通过设计电路,编写程序来驱动步进电机的转动。采用开环控制方式,使之能对步进电机的转动方向,速度和角度进行调节。所谓步进,就是指每给步进电机一个递进脉冲,步进电机各绕组的通电顺序就改变一次,即电机转动依次。根据步进电机控制绕组的多少可以将电机分为三相、四相和五相。实验中采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍,电压为DC12v

步进电机控制 摘 要

本实验通过设计电路，编写程序来驱动步进电机的转动。采用开环控制方式，使之能对步进电机的转动方向，速度和角度进行调节。所谓步进，就是指每给步进电机一个递进脉冲，步进电机各绕组的通电

基于DSP的交流电机驱动空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制

休斯敦大学

一．摘要

空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术是一种先进的实时控制机制，可以用来生成三相平衡的交流电压所期望的大小和频率逆变器的输出驱动系统。SVPWM控制在一定的时间内实现用数字信号处理器(DSP)控制要求一个先进的特点与快速电机传动系统处理能力和灵活性实施先进的电机控制算法。介绍了SVPWM的策略背景下，提出了如何利用一种基于DSP的实现。本文将包括分析方程，软件流程图和实验结果。

二．引言

先进的电机驱动系统应用于现代化的设备及工业生产过程和一个典型的电机控制器。要求以下特点：

1 快速处理实施先进的算法来减少转矩脉动，精确的速度控制参数等。 2 一种灵活的解决方案，可以实现未来修改软件来代替一个单独的硬件平台的设计。

3 能产生多种高频、高解析度PWM波形。

4 实施多种功能，使用同一控制器(电机控制、功率因数修正、通讯等)。 5 使实现尽可能简单(降低元件，简单的板布局和生产等)。

空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术是一种先进的实时控制机制，可以用来生成三相平衡的交流电压所期望的大小和频率逆变器的输出驱动。SVPWM控制实现提出了一种基于DSP控制器的使用具有所要

SVPWM的算法及仿真研究

1 引言

随着电力电子技术和微处理器的发展，脉宽调制(pulse width modulation，pwm)技术在电力传动领域得到了广泛应用。在各种pwm技术中，空间矢量pwm(space vector pwm，svpwm)技术以其物理概念清晰、算法简单、电压利用率高且易于数字化实现等特点，在高性能全数字化交流调速系统中得到了较多应用[1]。

本文首先介绍了svpwm的基本原理，在分析机理的基础上详细推导了svpwm算法，然后在matlab/simulink环境下通过利用功能模块和编写基于m文件的s函数相结合的方法实现了该算法。 2 空间矢量脉宽调制原理[2]

三相电压型逆变器共有6个功率开关管，任何时刻有且仅有3个开关器件导通，而且上、下桥臂的开关器件是互锁的，因此逆变器实际上只有8个基本的开关状态。若用数字“1”表示相应上桥臂开关器件处于导通状态，而下桥臂开关器件处于关断状态；用数字“0”表示相应上桥臂开关器件处于导通状态，而下桥臂开关器件处于关断状态。则这8种开关状态可用8个开关相量表示，分别为“000，100，110，...，101，111”。对应的8个电压空间矢量如图1所示。

图1 三相逆变器输出电

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一直以来对SVPWM原理和实现方法困惑颇多，无奈现有资料或是模糊不清，或是错误百出。经查阅众多书籍论文，长期积累总结，去伪存真，总算对其略窥门径。未敢私藏，故公之于众。其中难免有误，请大家指正，谢谢！

空间电压矢量调制 SVPWM 技术

SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽 可能接近于理想的正弦波形。空间电压矢量PWM与传统的正弦PWM不同，它是从三相输出电压的整体效果出发，着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。 SVPWM技术与SPWM相比较，绕组电流波形的谐波成分小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率有了很大提高，且更易于实现数字化。下面将对该算法进行详细分析阐述。

SVPWM基本原理

SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组

合，使其平均值与给定电压矢量相等。在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加，从而控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按

研究与开发

SVPWM逆变控制的死区补偿策略

胡 渊1 蒋 锐1 韩 淳2

（1.西南交通大学，成都 610031；2.成都交大许继电气公司，成都 610031）

摘要 对SVPWM逆变控制的死区效应进行了分析，目前的死区效应补偿方法需要对电流方向进行判断，由于过零点附近的电流方向很难准确判断，所以本文提出一种死区效应补偿方法，无需判断电流方向，求出的死区电压扰动是和电流矢量同步旋转的矢量，实验表明补偿效果明显。

关键词：空间矢量脉宽调；死区补偿

The Dead-time Compensation of SVPWM Inter Control

Hu Yuan1 Jiang Rui1 Han Chun2

（1.Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031; 2.XJ Electric Corporation of SWJTU,Chengdu 610031）

Abstract Discussed SVPWM inverter control for dead time effect, now dead-time compensation need determine the direction of current,

永磁同步电机矢量控制原理

1.永磁同步电动机简介

永磁式同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和其他类型交流电动机相比，它由于没有励磁电流，因而效率高，功率因数高，力矩惯量比较大，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测、控制性能好；但它与异步电机相比，也有成本高、起动困难等缺点。和普通同步电动机相比，它省去了励磁装置，简化了结构，提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。近些年，人们对它的研究也越来越感兴趣，在医疗器械、化工、轻纺、数控机床、工业机器人、计算机外设、仪器仪表、微型汽车和电动自行车等领域中都获得应用。

1.1 永磁同步电机系统的结构

永磁同步电机的基本组成：定子绕组、转子、机体。定子绕组通过三相交流电，产生与电源频率同步的旋转磁场。转子是用永磁材料做成的永磁体，它在定子绕组产生的旋转磁场的作用下，开始旋转。

2.坐标变换

2.1 坐标变换

坐标变换，从数学角度看，就是将方程中原来的一组变量，用一组新的变量来代替。线性变换是指这种新旧变量之间存在线性关系。电动机中用到的坐标变

燕 山 大 学

本科毕业设计（论文）终期报告

课题名称： 永磁同步电机 SVPWM控制及仿真 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 2011级自动化 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 2015年3月

摘要

永磁同步电机(PMSM)因其体积小、磁密度高、可靠性好以及对环境适应性强等诸多优点，被广泛应用于工农业生产和航空航天等领域。而伴随着这些领域的不断发展，更高的调速精度、更大的调速范围以及更快的响应速度成为永磁同步电机调速系统的迫切要求。

本文研究永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统。一方面，采用空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）算法，在MATLAB/SIMULINK环境下，通过对坐标系转换、SVPWM逆变器、速度控制器等功能模块的建立与组合，构建了PMSM控制系统的速度和电流双闭环仿真模型及自适应模糊控制仿真模型。仿真结果证明了该系统模型具有很好的静态、稳态性能。另一方面，提出了一种自适应模糊PI控制器,将模糊控制器与PI控制器结合在一起，利用模糊逻辑控制，并把MATLAB中的Fuzzy Toolbox和SIMULI

永磁同步电机的矢量控制原理

交流永磁同步电机采用的是正弦波供电方式，它可以消除方波电流突变带来的转矩脉动，其运行稳，动，静态特性好，但控制也比无刷直流电机复杂，需要采用矢量控制技术。

正弦波与方波的区别在与正弦波电流的瞬时值随着相位的变化。交流永磁同步电机的理想状态是：能在转子磁场强度为最大值的位置上，使定子绕组的电流也能够达到最大值，这样电机便能够在同样的输入电流下获得最大的输出转矩。为了实现这一目的，就必须对定子电流的幅值与相位同时进行控制。幅值与相位构成了电流矢量，因此，这种控制称为“矢量控制”。

为了对交流电机实施矢量控制，首先需要建立电机的数学模型。根据矢量控制的理论，交流永磁同步电机的数学模型可以按照以下步骤建立。

① 将三相定子电流合成为统一的合成电流。

② 将定子合成电流分解为两相正交流电，完成电流的3-2变换。

③ 将定子坐标系中的两相正交流电转换到定子坐标系上。 ④在转子坐标系中定子电流平衡方程。

⑤根据转子磁场与定子电流的正交分量建立电机的运行方程。