svpwm的毕业论文

本文将介绍到： 1. 基本电压矢量及电压矢量圆 2. 为什么最大矢量圆半径是  3. 为什么空间矢量的边界是六边形 4. 各扇区内基本矢量作用时间计算         在本文中，我们先做如下约定： 1. 线电压指电机三相绕组中任意两相绕组端点之间的电压，如 U_{UV} ； 2. 相电压指电机三相绕组中任意一相端点到电机绕组中心点O的电压，如 U_{UO} ； 3. 端电压指电机三相绕组中任意一相端点相对于GND的电压，如 U_{UG} ； 4. 中性点电压指电机三相绕组的中性点相对于GND的电压，如 U_{OG} ； 图1          大多数人最初接触电机控制时了解的可能是两两导通三相六状态的方波控制方式。这种控制方式根据电机的位置来选择导通不同桥臂上下各一个MOS管，理解起来比较容易。SVPWM与这种控制方式不同，SVPWM调制方式是将UVW三个桥臂分别定义为0,1两种状态，规定： 0代表下管开通上管关断； 1代表上管开通下管关断；         至于为什么这样，可能要去翻一番SVPWM的发展历史了，我们就姑且认为有人发现了这么一种控制方式，将桥臂按照如上所述定义。         三个桥臂的两种状态总共有八个组合，产生的结果如下：         这里为了便于记忆，我们将3位二进制与十进制的0-7对应起来。如下图，第一个桥臂是W相，它的数值为0，说明它的下MOS是导通的。第二个桥臂是V相，它的数值为1，说明它的上MOS是导通的。第三个桥臂是U相，它的数值是0，说明它的下MOS是导通的。这里与大家平时习惯的UVW(有些文献喜欢用ABC)顺序相反，但是后面所有的推导都是以U轴中心线和X轴正方向一致，V轴中心线在逆时针120度位置，W轴中心线在逆时针240度位置，所以结果是普遍适用的。采用此方法是方便记忆六扇区的矢量合成图分布。 图2 八个导通状态如下： 000 - v0 (zero vector) 001 - v1 (Phase +U) 010 - v2(Phase +V) 011 - v3 (Phase -W) 100 - v4(Phase +W) 101 - v5 (Phase -V) 110 - v6(Phase -U) 111 - v7 (zero vector)         下面通过电机控制的简图说明以上8种状态。这里用双向导通开关替代了上桥臂MOS和下桥臂MOS。当开关连接到上端，则上MOS导通。当开关连接到下端，则下MOS导通。 图3 000 - v0 (zero vector) 图4 001 - v1 (Phase +U) 图5 010 - v2(Phase +V) 图6 011 - v3 (Phase -W) 图7 100 - v4(Phase +W)     图8 101 - v5 (Phase -V)           图9 110 - v6(Phase -U)          图10 111 - v7 (zero vector)         熟悉了以上八种导通状态后，接下来分析各通电状态下，各相电压的大小以及合成电压矢量大小及方向。 如下图，U相桥臂的上管开通，下管关闭。V相和W相桥臂的上管关闭，下管导通。现规定电流从各相端口流入中性点为电流正方向，从中性点流出端口为负方向。则U相的电流为正，V/W相的电流为负。假设电机各相的阻抗相等，都为Z，则根据基尔霍夫电流定律，流过U相的电流是流过V/W相电流的2倍。计算各端口相对电机中性点的电压可以得到各相相电压如图所示，这里计算的中性点电压是相对于GND的，其他相电压都是端电压相对中性点的压降。根据右手定则，可得各相的磁场方向。同理，可以推广到电压矢量，如图右下角所示，可以计算得到三相电压合成矢量的数值为Udc，方向如图所示。为了便于理解相电压的计算，在本图中将右侧的星形电机内部绕组模型也与左边的MOS电路进行了连接。其实，左边已经有了电机绕组，这里大家清楚是为了表达而加的连接线即可。 图 11 001 - v1 (Phase +U) 关于其他导通状态与上图类似，这里直接给出结果，省略了文字描述。 图12 010 - v2(Phase +V) 图13 011 - v3 (Phase -W) 图14 100 - v4(Phase +W) 图15 101 - v5 (Phase -V) 图16 110 - v6(Phase -U) 以上六张图包含着大量的信息，我们来梳理一下。 线电压和相电压 这里提到的相电压是各端点相对于Y绕组中心的电压，线电压是两个端点之间的电压。可总结如下图： 图17 2. 8种通电状态下的基本矢量位置 如下图，6个导通状态下的电压矢量，加上000和111两个0矢量。为了快速记忆这张图各矢量的位置，可以将V1矢量与电机三相坐标系的U轴轴线正方向一致，则在120度位置的V轴与V2(010)重合，正好只有中间代表V桥臂的2进制为1(参见图2)。同理，在240度位置的W轴与V4（100）重合，因为100只有代表W相的2进制为1(参见图2)。两个相邻基本相量的间隔是60度，则剩余的空间矢量(相量)很好确定位置。比如，60度位置的相量就是V1和V2两个二进制的和，即：001 + 010 = 011 = V3。同理，可以在不参考任何资料的情况下快速将各基本矢量画出来。基本矢量的长度为Udc，上面图11-16中均有计算。 图18：但是，如果按照这么来控制电机就类似于方波BLDC电机的6步换相控制了，每60电角度度切换一次导通状态，容易引起扭矩波动。尽量减少两个矢量切换之间的角度可以降低扭矩波动。为此，我们把60电角度的区域称之为一个扇区，如下图所示。 图19 如下图，在每个扇区内部，我们让矢量尽量均匀旋转，这样电机的扭矩波动就会降低。那好，怎么来实现60度内的矢量分布？ 图20 如下图，任取第一扇区内的任一矢量，根据平行四边形原则，可以将其分解为沿V1和V2的量。也就是说我们可以根据相邻的两个基本矢量和一个或两个矢量(000或者111)计算它们所围成的扇区内的任意矢量的幅值和方向。这里，T代表的是采样周期，一般是PWM的周期，V1的作用时间是T1，V2的作用时间是T2，则0矢量的作用时间为T-T1-T2。 图21 到此，我们也就引出了SVPWM控制的基本思想。 通过第二节我们建立了UVW三相坐标下的空间矢量图(注意这里不是 alphabeta 坐标系)，其基本矢量的模长为Udc。接下来，我们再来思考一个问题，在每个扇区内，由两个基本矢量和零矢量合成的最大矢量圆半径是多少？为了推导这个问题，我们拿第一扇区为例进行说明。如下图，单独取出第一扇区并将其放大，第一扇区的两个基本矢量是V1和V3，零矢量可以为V000或者V111。 图22可知，在30电角度时若要取得最大的电压合成矢量，则T1 = T2 = T/2(T0矢量作用时间为0)。根据以上信息，可以画出最大矢量圆，如下图绿色圆，所有的电压矢量要落在该矢量圆内部，以便进行线性调制。超出该圆后就成为过调制，有对应的处理办法。 图23当超出该最大矢量圆半径后，在某些角度下，计算得到的T0作用时间为负值，如下图所示。 图24有关空间矢量分析的论文和网络文章很多，但是极少有深入介绍为什么空间矢量的边界是六边形。大部分都是在推导出基本矢量后就直接默认给出这个六边形，并直接给出结论说合成矢量不能超越这个六边形边界，没有给出理论公式，也没有直观叙述。 在看文献时，这个问题困惑了我很久。现在就将自己的一点直观理解放在这里，作为抛砖引玉，希望有大神可以出来给大家更好的解释。 SVPWM是用伏秒平衡的原理来用基本矢量等效平均合成矢量。六边形出现在每60度电角度内不进行PWM调制(six-step mode)或者说出现在当整个扇区内T0都等于0的情况。 当不进行PWM调制时，每隔60度电角度合成矢量变换一次，类似于方波控制的六步换相。以第一扇区为例，本来合成矢量的大小是V1,并且持续大约60度电角度，不进行任何MOS开关的切换。当转过大约60度电角度时需要切换为合成矢量V2，这时存在一个切换过程，这个过程中V1逐渐减小，V2逐渐增加。它们的合成矢量便沿着六边形在第一扇区的边进行过渡。整个过程始终没有T0的参与。 图25使用MATLAB编写程序，计算这个过程的合成矢量大小，便得到如图所示的六边形。 图26接下来，换下脑子，讨论 另外一个问题：当我知道了合成电压矢量，如何计算各基本矢量的作用时间？这涉及到如何来设置PWM寄存器的数值。 关于各扇区相邻两基本矢量及零矢量的作用时间可以参考如下文章。里面有给出了每一步的计算公式，并配有图片方便理解。 详细推导SVPWM各扇区矢量作用时间 后续计划更新如下内容： 调制系数M 确定合成矢量所在扇区的方法 马鞍波形成探讨 SVPWM不同调制波形 SPWM注入零序矢量与SVPWM波形对比 等等。。。

==================论文写作方法===========================

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电气自动化实习报告 一.实习目的 生产实习是教学与生产实际相结合的重要实践性教学环节。在生产实习过程中，可以培养我们观察问题、解决问题和向生产实际学习的能力和方法为目标。培养我们的团结合作精神，牢固树立我们的群体意识，即个人智慧只有在融入集体之中才能最大限度地发挥作用。通过这次生产实习，使我在生产实际中学习到了电气设备运行的技术管理知识、电气设备的制造过程知识及在学校无法学到的实践知识。在生产实践中体会到了严格地遵守纪律、统一组织及协调一致是现代化大生产的需要，也是我们当代大学生所必须的，从而近一步的提高了我们的组织观念。我们在实习中了解到了工厂供配电系统，尤其是了解到了工厂变电所的组成及运行过程，使我开阔了眼界、拓宽了知识面，为学好专业课积累必要的感性知识，为我们以后在质的变化上奠定了有力的基础。通过生产实习，对我们巩固和加深所学理论知识，培养我们的独立工作能力和加强劳动观点起了重要作用。 入厂主要安全注意事项 1.防火防爆2、防尘防毒3、防止灼烫伤4.防止触电5.防止机械伤害6.防止高处坠落7.防止车辆伤害8.防止起重机械伤害9.防止物体打击 。 .设备内作业须知： 1.在各种储罐，槽车，塔等设备以及地下室，或是其他密闭场所内部进行工作均属于 设备内作业 2.设备上与外界连通的管道，孔等均应与外界有效的隔离 3.进入设备内作业前，必须对设备内进行清洗和置换 4.应采取措施，保持设备内空气良好 5.作业前30分钟内，必须对设备内气体采取采样分析，采样应 有代表性 6.进入不能达到清洗和置换要求的设备内作业时，必须采取相应的防护措施 7.在容器内工作时因照明良好，照明用电应小于等于36V的防 爆型灯具 8.多工种，多层次交叉作业应采取互相之间避免伤害的措施，并且搭设安全梯或是安全平台，比要时由监护人用安全绳栓作业人员进行施工 9.设备内作业必须有专人监护，并应有入抢救的措施及有效保 护手段 化工生产特点的简要介绍： 此次工厂生产以精对苯二甲酸（PTA）为原料，相对分子量为，结构式HOOC[C6H4]COOH，在常温下是白色粉状晶体，无毒易燃，若与空气混合在一定限度内遇火即燃烧;故我的车间处于一级防爆区内(聚合电仪)。高纯度对苯二甲酸PTA与乙二醇(EG)缩聚得到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),还可以与1,4-乙二醇或1,4-环己烷二甲酸反应生成相应的酯，主要用于生产聚酯。而聚酯纤维是合成纤维最主要的品种，在世界合成纤维总产量中占将近80％的比例，。乙二醇 对二甲苯作原料，用直接催化法方式合成聚酯。最终产品:涤纶长丝、涤纶短丝、低弹丝、高弹丝、差别化和功能化纤维及涤纶短纤维产品，化工生产的特点是1、原料，半成品，成品多分为易燃易爆或是有毒物 2、生产工艺多为高温，高压或是底温高压 3、生产的连续性强，自动化程度高 4、工业三废多，影响环境 .实习过程 2、组织参观 在实习开始时，我们对实习单位的参观，以便了解其概况。在实习期间，我们还到其它有关车间去进行专业性的参观，获得了更加广泛的生产实践知识，和更加准确理解了工厂的运作模式。参观中我们着重了解了先进的设计思想和方法、先进工艺方法、先进工装、先进设备的特点以及先进的组织管理形式等。 3、车间实习 我们在车间实习是生产实习的主要方式。我们按照实习计划在指定的车间进行实习，通过观察、分析计算以及向车间工人和技术人员请教，圆满完成了规定的实习内容。 4、理论与实际的结合 为了能够更加深入的进行车间实习，在实习过程中，我们结合了所学的书本知识与实习的要求，将理论与实际进行了完美的结合，也更加的促使我们不断地进行学习与研究。 5、实习日记 在实习中，我们们每天的工作、观察研究的结果、收集的资料和图表、所听报告内容等均记入到了实习日记中以备以后翻阅。 实习内容 （一）学习和了解变电所的主要结构种类和常规型变电所设备选型。 （二）学习和了解变电所的主要部件的生产技术资料，包括：各种技术标准，图纸，专用设备说明书等。 （三）了解变各类变频器主要技术要求以及使用。 常规型变电所设备选型 （a）、设备的选择配置应力求小型化，要保证技术先进、工作性能稳定可靠，质量有保证且售后服务跟得上。 （b）、所内应采用两台主变，要求节能且有载调压型，一般采用S10或SZ10型变压器，变压器容量要根据电力负荷情况而定，但两台主变容量比不应超过1∶3，阻抗电压、变比、接线组别应相同，误差不超过 5％，为以后变压器并列运行提供条件。 （c）、所用变采用1～2台S10－50kVA/35/直配变，装在35kV进线外侧或35kV母线上，所用变采用跌落熔断器控制。 （d）、高压断路器应采用SF6断路器，35kV断路器采用LW8－35型，10kV断路器采用LW3－10型。 （e）、35kV进线采用双回，为环网工程做好准备。(6)35kV母线使用LGJX－120铝绞线，采用单母线不分段接线，10kV母线采用分段接线，出线4～6回为好。 （f）、无功补偿容量按主变容量的10％～15％而定，采用BWF－200－1W型电容器，电压为星形接线。 （g）、避雷措施：35kV线路采用避雷线，所内采用避雷针和避雷器两种。避雷针使用镀锌圆钢焊接，装设在所区的4个角；避雷器采用金属氧化物避雷器，35kV侧装在母线上，10kV侧装在出线处。 （h）、所内隔离开关操作机构上应设"五防"闭锁，由人工或由计算机综合自动化系统实现"五防"。 （i）控制、保护、测量部分采用计算机综合自动化管理系统。 部分设备简介 均速管流量传感器（以下简称均速管）是基于皮托管测速原理发展而来的一种差压流量传感器。 均速管与差压变送器、显示仪表配套使用，可实现对圆管、矩形管道中的液体、气体或蒸汽流量进行测量。均速管可广泛应用与电力、石油、化工、轻纺等行业由于其压力损失小，安装维修简便，特别适合大口径管道流量的测量。 起动器（又称软起动器，电机软起动器） 软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置， 国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。 电磁阀 电磁阀是用来控制流体的方向的自动化基础元件，属于执行器；通常用于机械控制和工业阀门上面，对介质方向进行控制，从而达到对阀门开关的控制。 变频器 实习期间主要接触到西门子、 富士、 安川 、丹拂斯等。我们知道交流电动机的同步转速表达式位：n＝60 f(1－s)/p (1)式中 n———异步电动机的转速； f———异步电动机的频率； s———电动机转差率；p———电动机极对数。 由公式可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 变频器原理：利用二极管的单通性整流将交流变为直流；再用逆变块产生所需要频率的交流。 而逆变块主要也是利用二极管的通断实现将直流变为交流，其频率大小由通断变化快慢决定，从而实现频率改变。 变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。 U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式 电压空间矢量（SVPWM）控制方式 矢量控制（VC）方式 直接转矩控制（DTC）方式 矩阵式交—交控制方式 .实习感悟 生产实习是培养高素质工程技术人才的一个重要实践性教学环节，是将学校教学与生产实际相结合，理论与实践相联系的重要途径。其目的是使我们通过实习在专业知识和人才素质两方面得到锻炼和培养，从而为毕业后走向工作岗位尽快成为业务骨干打下良好基础。通过生产习，使我们了解和掌握了变电所的主要结构、生产技术和工艺过程；使用的主要工装设备；产品生产用技术资料；生产组织管理等内容，加深对变电所的工作原理、设计、试验等基本理论的理解。使我们了解和掌握了变电所的工作原理和结构等方面的知识。为进一步学好专业课，从事这方面的研制、设计等打下良好的基础。 在这次生产实习过程中，不但对所学习的知识加深了了解，更加重要的是更正了我们的劳动观点和提高了我们的独立工作能力等。