SVPWM调制下直流电机效率提升：原理与应用

本篇资源主要讨论的是SVPWM (同步电压脉冲宽度调制)在电机驱动系统中的应用，特别是在无刷直流电机（BLDCM）控制中的优势。SVPWM技术是一种针对直流电动机控制的高级调制策略，它在电气传动领域中发挥着重要作用。 首先，文章概述了脉宽调制技术的发展背景，强调了电力电子技术、微处理器技术和永磁材料技术进步对于电气传动系统，特别是直流电动机调速及伺服系统的影响。无刷直流电动机由于其简单驱动、高性能和低成本，已经成为现代直流传动系统的关键部分。 重点部分在于SVPWM技术与SPWM（标准脉宽调制）的比较。SVPWM通过优化脉冲分配，使得逆变器输出的正弦相电压幅值更大，从而提高直流侧电压的利用率。在SVPWM模式下，不失真最大正弦相电压幅值为dU3，而在SPWM模式下则为dU2。SVPWM方法的直流电压利用率比SPWM高约15.47%，这使得SVPWM在保持控制精度的同时，能够更有效地利用直流电源。 图7.25和7.26展示了SVPWM技术的工作原理，其中多路选择器的选择规则确保了输出电压的正确合成，避免了过调制现象，保持了逆变器输出的波形质量。当合成的电压矢量超出正六边形边界，即幅值过大时，会引发失真。通过比较SVPWM和SPWM，文章强调了SVPWM在直流电机控制中的优势，尤其是在永磁同步电动机（PMSM）应用中的高效率和性能提升。 此外，文章还提到了无刷直流电动机的发展历程，从最初的NASA应用到采用第三代永磁材料和全控型功率器件的改进，以及H.R.Bolton的重要贡献。现代交流传动系统，特别是永磁同步电动机，也取得了显著的进步，包括矢量控制技术的成熟和直接转矩控制等新型控制方法的提出。 本资源深入探讨了SVPWM在电机驱动系统中的核心作用，强调了其在提高系统效率和控制性能方面的优势，为理解直流电机控制特别是无刷直流电机的现代控制策略提供了有价值的信息。