SVPWM技术的优点可概括为如下几点:
1)逆变器输出电压矢量使电机磁链轨迹逼近圆形,旋转转矩平稳,逆变器输出谐波小,谐波损耗小。
2)直流利用率高,比SPWM高出15%,充分利用输入电能,并使逆变器输出交流电压符合电动机的额定电值。
3)SVPWM技术控制算法便于计算机实现,简单快捷。
4)将变频器的整流器PWM化,可以改善功率因数,可以进行四象限运行,结构与操作比SPWM简单。
由于SVPWM技术有上述优点,故广泛地应用于变频调速闭环控制系统,如矢量控制系统、直接转矩控制系统等,特别是直接转矩控制,国内外变频器厂商均有系列产品供应市场,深受用户欢迎。直流电源、UPS(不间断电源)、加热炉等也普遍采用SVPWM技术,此外SVPWM技术还用于电力系统改善供电质量,如有源滤波,电压稳定装置等。
特别值得提出的是,当SVPWM技术用于调速系统时,与现代控制理论、智能控制理论相结合,使控制质量大为提高(例如生物免疫控制,产生最优PWM控制序列,此序列的适应度较传统的对称调制模式提高42%,输出波形畸变方面减少了19%。)。总之应用范围将日益广泛,探索、开发日益深入,新成果日益增多,变频传动效果日益提高,发展形势大好,前程似锦。
[注1]逆变器要求变压变频(VVVF)问题
在变频运行时往往要求气隙磁通保持恒定,并保持为设计值,这样就可以充分利用铁心材料又不致过热,从电机学得知:
E1=4.44KWN1Φf1
故
式中 E1——电动机定子电势;(www.xing528.com)
U1——电动机定子端电压;
f1——定子频率;
KW——绕组系数;
N1——绕组匝数;
Φ——磁通。
故在运行时,必须使U1/f1保持为恒值,即U1随f1线性变化,才能保持气隙磁通基本不变,不致造成电动机铁心过热问题。
U/F运行方式也称恒U/F系统控制,常用于开环控制系统,闭环系统也有应用。
[注2]死区问题
在双极性SPWM主电路中,为防止桥臂开关器件直通,通常将理论的驱动信号上升沿或下降沿延迟一段时间,防止桥臂直通,称为死区(见图1-31)。一般对GTR可选10~20μs;对IGBT可选2~5μs。死区会使输出波形失真,影响调制效果,必须采取有效的补偿电路。
图1-31 死区
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