공간 벡터 변조

공간 벡터 변조(SVM)는 펄스 폭 변조(PWM) 제어를 위한 알고리즘이다.^[1] 그것은 교류(AC) 파형의 생성에 사용된다. 가장 일반적으로 다중 클래스-D 증폭기를 사용하여 DC로부터 다양한 속도로 3상 AC 동력 모터를 구동하는 데 사용된다. 다른 품질과 계산 요건을 야기하는 SVM의 다양성이 있다. 개발의 한 활성 영역은 이러한 알고리즘에 내재된 급속 스위칭에 의해 생성된 총 고조파 왜곡(THD)의 감소에 있다.

원리

기본 3상 인버터의 위상

오른쪽에 보이는 3상 인버터는 일련의 스위치를 통해 DC 공급을 3상 모터에 연결할 수 있는 3개의 출력 레그로 변환한다.

스위치를 제어하여 두 스위치가 동일한 레그에 있는 상태로 켜지거나 DC 공급이 단락되도록 해야 한다. 이 요건은 다리 내 스위치의 보완적 작동으로 충족될 수 있다. 즉, A가⁺ 켜져 있으면 A가⁻ 꺼지고 그 반대도 마찬가지다. 이는 인버터의 8개의 스위칭 벡터, 6개의 액티브 스위칭 벡터와 2개의 제로 벡터를 가진 V에서₀ V까지의₇ 스위칭 벡터로 이어진다.

벡터	A을⁺	B⁺	C⁺	A을⁻	B⁻	C⁻	브이_AB	브이_BC	브이_CA
V₀ = {000}	OFF	OFF	OFF	켜기	켜기	켜기	0	0	0	영점 벡터
V₁ = {100}	켜기	OFF	OFF	OFF	켜기	켜기	+V_dc	0	−V_dc	능동 벡터
V₂ = {110}	켜기	켜기	OFF	OFF	OFF	켜기	0	+V_dc	−V_dc	능동 벡터
V₃ = {010}	OFF	켜기	OFF	켜기	OFF	켜기	−V_dc	+V_dc	0	능동 벡터
V₄ = {011}	OFF	켜기	켜기	켜기	OFF	OFF	−V_dc	0	+V_dc	능동 벡터
V₅ = {001}	OFF	OFF	켜기	켜기	켜기	OFF	0	−V_dc	+V_dc	능동 벡터
V₆ = {101}	켜기	OFF	켜기	OFF	켜기	OFF	+V_dc	−V_dc	0	능동 벡터
V₇ = {111}	켜기	켜기	켜기	OFF	OFF	OFF	0	0	0	영점 벡터

활성 스위칭 벡터 V의_1-6 열을 내려다보면 출력 전압은 펄스 사인파 형태로 변화하며, 각 레그는 위상 각도의 120도 오프셋된다.

공간 벡터 변조를 구현하기 위해 기준 신호 V를_ref 주파수 f_s(T_s = 1/f_s)로 샘플링한다. 기준 신호는 $\alpha \beta \gamma$ $\alpha \beta \gamma$ $\alpha \beta \gamma$ $\alpha \beta \gamma$ 변환을 $\alpha \beta \gamma$ 사용하여 세 개의 별도의 위상 참조에서 생성될 수 있다. 그런 다음 두 개의 인접한 활성 스위칭 벡터와 한 개 또는 두 개의 0 벡터의 조합을 사용하여 기준 벡터를 합성한다. 벡터의 순서와 사용할 제로 벡터를 선택하는 다양한 전략. 전략 선택은 고조파 함량과 스위칭 손실에 영향을 미칠 것이다.

공간 벡터 변조를 사용하는 3-레그 인버터에 대해 가능한 모든 8개의 스위칭 벡터. 첫 번째 섹터에 예 V가_ref 표시된다. V는_{ref_MAX} 비선형 과변조에 도달하기 전의 V의_ref 최대 진폭이다.

4-레그 3상 인버터의 불균형 작동을 위한 보다 복잡한 SVM 전략이 존재한다. 이러한 전략에서 스위칭 벡터는 2D 육각형이 아닌 3D 형태( $\alpha \beta \gamma$ $\alpha \beta \gamma$ β $\alpha \beta \gamma$ $\alpha \beta \gamma$ 좌표 $\alpha \beta \gamma$ ^[2] 또는 abc 좌표에서^[3] 도데카헤드론)를 정의한다. 일반 SVM 기법도 임의 수의 다리와 레벨이 있는 컨버터에 사용할 수 있다.^[4]

참고 항목

참조

^ M.P. Kazmierkowski; R. Krishnan & F. Blaabjerg (2002). Control in Power Electronics: Selected Problems. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-402772-5.
^ R. 장, V. 히맘슈 프라사드, D. 보로예비치 FC Lee, "4-레그 전압-소스 변환기를 위한 3차원 공간 벡터 변조", IEEE 전력 전자 레터, 제17권, 제3권, 2002년 5월
^ M.A. Perales, M.M. Prats, R.포르틸로, J.L.모라, J.I.레온, L.G.프랑켈로, "4-레그 전압 소스 변환기를 위한 abc 좌표에서의 3차원 공간 벡터 변조", IEEE 전력 전자 레터, 제1권, 제4권, 2003년 12월
^ O. 로페즈, J. 알바레스, J. 도발간도이, F. D. Freijedo, 2008년 5월 산업 전자 IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 55, no. 5, pp. 1933-1942, 2008년 5월.

[control-1] M.P. Kazmierkowski; R. Krishnan & F. Blaabjerg (2002). Control in Power Electronics: Selected Problems. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-402772-5.

[2] R. 장, V. 히맘슈 프라사드, D. 보로예비치 FC Lee, "4-레그 전압-소스 변환기를 위한 3차원 공간 벡터 변조", IEEE 전력 전자 레터, 제17권, 제3권, 2002년 5월

[3] M.A. Perales, M.M. Prats, R.포르틸로, J.L.모라, J.I.레온, L.G.프랑켈로, "4-레그 전압 소스 변환기를 위한 abc 좌표에서의 3차원 공간 벡터 변조", IEEE 전력 전자 레터, 제1권, 제4권, 2003년 12월

[4] O. 로페즈, J. 알바레스, J. 도발간도이, F. D. Freijedo, 2008년 5월 산업 전자 IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 55, no. 5, pp. 1933-1942, 2008년 5월.

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