Modulace vektoru prostoru - Space vector modulation

Modulace vektoru prostoru (SVM) je algoritmus pro řízení pulzní šířková modulace (PWM).^[1] Používá se pro vytvoření střídavý proud (AC) křivky; nejčastěji řídit 3 fáze Motory na střídavý proud při různých rychlostech od stejnosměrného proudu při použití více zesilovače třídy D.. Existují varianty SVM, které vedou k rozdílným požadavkům na kvalitu a výpočet. Jednou aktivní oblastí rozvoje je redukce Celkové harmonické zkreslení (THD) vytvořené rychlým přepínáním inherentním těmto algoritmům.

Zásada

Topologie základního třífázového střídače.

Třífázový střídač, jak je znázorněno vpravo, převádí stejnosměrné napájení pomocí řady spínačů na tři výstupní ramena, která lze připojit k třífázovému motoru.

Spínače musí být ovládány tak, aby nikdy nebyly zapnuty oba spínače ve stejné noze, jinak by došlo ke zkratu stejnosměrného napájení. Tento požadavek může být splněn doplňkovým ovládáním spínačů uvnitř nohy. tj. pokud A⁺ je na pak A⁻ je vypnuto a naopak. To vede k osmi možným spínacím vektorům pro střídač, V₀ přes V₇ se šesti aktivními spínacími vektory a dvěma nulovými vektory.

Vektor	A⁺	B⁺	C⁺	A⁻	B⁻	C⁻	PROTI_AB	PROTI_{před naším letopočtem}	PROTI_CA
PROTI₀ = {000}	VYPNUTO	VYPNUTO	VYPNUTO	NA	NA	NA	0	0	0	nulový vektor
PROTI₁ = {100}	NA	VYPNUTO	VYPNUTO	VYPNUTO	NA	NA	+ V_DC	0	−V_DC	aktivní vektor
PROTI₂ = {110}	NA	NA	VYPNUTO	VYPNUTO	VYPNUTO	NA	0	+ V_DC	−V_DC	aktivní vektor
PROTI₃ = {010}	VYPNUTO	NA	VYPNUTO	NA	VYPNUTO	NA	−V_DC	+ V_DC	0	aktivní vektor
PROTI₄ = {011}	VYPNUTO	NA	NA	NA	VYPNUTO	VYPNUTO	−V_DC	0	+ V_DC	aktivní vektor
PROTI₅ = {001}	VYPNUTO	VYPNUTO	NA	NA	NA	VYPNUTO	0	−V_DC	+ V_DC	aktivní vektor
PROTI₆ = {101}	NA	VYPNUTO	NA	VYPNUTO	NA	VYPNUTO	+ V_DC	−V_DC	0	aktivní vektor
PROTI₇ = {111}	NA	NA	NA	VYPNUTO	VYPNUTO	VYPNUTO	0	0	0	nulový vektor

Všimněte si, že při pohledu dolů do sloupců pro aktivní přepínací vektory V_1-6, výstupní napětí se mění jako pulzní sinusoida, přičemž každá noha je posunuta o 120 stupňů fázový úhel.

K implementaci modulace vektoru prostoru je referenční signál V_ref je vzorkován s frekvencí f_s (T._s = 1 / f_s). Referenční signál může být generován ze tří samostatných fázových referencí pomocí ${displaystyle alfa eta gamma}$ přeměnit. Referenční vektor se poté syntetizuje pomocí kombinace dvou sousedních aktivních přepínacích vektorů a jednoho nebo obou nulových vektorů. Existují různé strategie výběru pořadí vektorů a to, které nulové vektory se mají použít. Výběr strategie ovlivní harmonický obsah a ztráty přepínání.

Všech osm možných spínacích vektorů pro třínohý střídač pomocí modulace prostorového vektoru. Příklad V_ref se zobrazuje v prvním sektoru. PROTI_{ref_MAX} je maximální amplituda V_ref před dosažením nelineární nadmodulace.

Složitější strategie SVM pro nevyvážený provoz čtyřnohých třífázových střídačů existují. V těchto strategiích spínací vektory definují 3D tvar (hexagonální hranol v ${displaystyle alfa eta gamma}$ souřadnice^[2] nebo a dvanáctistěn v abc souřadnicích^[3]) spíše než 2D šestiúhelník K dispozici jsou také obecné techniky SVM pro převaděče s libovolným počtem úrovní a úrovní ^[4]

Viz také

Reference

^ M.P. Kazmierkowski; R. Krishnan a F. Blaabjerg (2002). Řízení v výkonové elektronice: vybrané problémy. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-402772-5.
^ R. Zhang, V. Himamshu Prasad, D. Boroyevich a F.C. Lee, „Trojrozměrná vesmírná vektorová modulace pro čtyřnohé převaděče napětí,“ IEEE Power Electronics Letters, sv. 17, č. 3. května 2002
^ M. A. Perales, M. M. Prats, R.Portillo, J.L. Mora, J.I. León a L.G. Franquelo, „Trojrozměrná modulace prostorového vektoru v abc souřadnicích pro čtyřnohé převaděče napětí,“ IEEE Power Electronics Letters, sv. 1, č. 4. prosince 2003
^ Ó. Lopez, J. Alvarez, J. Doval-Gandoy a F. D. Freijedo, „Multilevel Multiphase Space Vector PWM Algorithm,“ v IEEE Transactions on Industrial Electronics, sv. 55, č. 5, s. 1933-1942, květen 2008.

[control-1] M.P. Kazmierkowski; R. Krishnan a F. Blaabjerg (2002). Řízení v výkonové elektronice: vybrané problémy. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-402772-5.

[2] R. Zhang, V. Himamshu Prasad, D. Boroyevich a F.C. Lee, „Trojrozměrná vesmírná vektorová modulace pro čtyřnohé převaděče napětí,“ IEEE Power Electronics Letters, sv. 17, č. 3. května 2002

[3] M. A. Perales, M. M. Prats, R.Portillo, J.L. Mora, J.I. León a L.G. Franquelo, „Trojrozměrná modulace prostorového vektoru v abc souřadnicích pro čtyřnohé převaděče napětí,“ IEEE Power Electronics Letters, sv. 1, č. 4. prosince 2003

[4] Ó. Lopez, J. Alvarez, J. Doval-Gandoy a F. D. Freijedo, „Multilevel Multiphase Space Vector PWM Algorithm,“ v IEEE Transactions on Industrial Electronics, sv. 55, č. 5, s. 1933-1942, květen 2008.

[1]

[2]

[3]

[4]