La modulación por vector espacial ( SVM ) es un algoritmo para el control de la modulación por ancho de pulso (PWM). [1] Se utiliza para la creación de formas de onda de corriente alterna (CA) ; más comúnmente para conducir 3 fase motores accionados de CA a velocidades variables de DC usando múltiples amplificadores de clase D . Hay variaciones de SVM que dan como resultado diferentes requisitos computacionales y de calidad. Un área activa de desarrollo es la reducción de la distorsión armónica total (THD) creada por la conmutación rápida inherente a estos algoritmos.
Principio
Un inversor trifásico como se muestra a la derecha convierte un suministro de CC, a través de una serie de interruptores, en tres patas de salida que podrían conectarse a un motor trifásico.
Los interruptores deben controlarse de modo que en ningún momento se enciendan ambos interruptores de la misma rama o de lo contrario se produciría un cortocircuito en el suministro de CC. Este requisito puede cumplirse mediante la operación complementaria de los interruptores dentro de un tramo. es decir, si A + está activado, A - está desactivado y viceversa. Esto conduce a ocho posibles vectores de conmutación para el inversor, V 0 a V 7 con seis vectores de conmutación activos y dos vectores cero.
Vector | A + | B + | C + | A - | B - | C - | V AB | V aC | V CA | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
V 0 = {000} | APAGADO | APAGADO | APAGADO | EN | EN | EN | 0 | 0 | 0 | vector cero |
V 1 = {100} | EN | APAGADO | APAGADO | APAGADO | EN | EN | + V CC | 0 | −V cc | vector activo |
V 2 = {110} | EN | EN | APAGADO | APAGADO | APAGADO | EN | 0 | + V CC | −V cc | vector activo |
V 3 = {010} | APAGADO | EN | APAGADO | EN | APAGADO | EN | −V cc | + V CC | 0 | vector activo |
V 4 = {011} | APAGADO | EN | EN | EN | APAGADO | APAGADO | −V cc | 0 | + V CC | vector activo |
V 5 = {001} | APAGADO | APAGADO | EN | EN | EN | APAGADO | 0 | −V cc | + V CC | vector activo |
V 6 = {101} | EN | APAGADO | EN | APAGADO | EN | APAGADO | + V CC | −V cc | 0 | vector activo |
V 7 = {111} | EN | EN | EN | APAGADO | APAGADO | APAGADO | 0 | 0 | 0 | vector cero |
Tenga en cuenta que mirando hacia abajo en las columnas para los vectores de conmutación activos V 1-6 , los voltajes de salida varían como una sinusoide pulsada, con cada rama desplazada por 120 grados de ángulo de fase .
Para implementar la modulación de vector espacial, se muestrea una señal de referencia V ref con una frecuencia f s (T s = 1 / f s ). La señal de referencia se puede generar a partir de tres referencias de fase separadas utilizando eltransformar . A continuación, el vector de referencia se sintetiza usando una combinación de los dos vectores de conmutación activos adyacentes y uno o ambos de los vectores cero. Existen varias estrategias para seleccionar el orden de los vectores y qué vector (s) cero utilizar. La selección de la estrategia afectará el contenido armónico y las pérdidas de conmutación.
Existen estrategias SVM más complicadas para el funcionamiento desequilibrado de inversores trifásicos de cuatro patas. En estas estrategias, los vectores de conmutación definen una forma 3D (un prisma hexagonal encoordenadas [2] o un dodecaedro en coordenadas abc [3] ) en lugar de un hexágono 2D . Las técnicas generales de SVM también están disponibles para convertidores con cualquier número de patas y niveles [4]
Ver también
Referencias
- ^ MP Kazmierkowski; R. Krishnan y F. Blaabjerg (2002). Control en electrónica de potencia: problemas seleccionados . San Diego: Prensa académica. ISBN 978-0-12-402772-5.
- ^ R. Zhang, V. Himamshu Prasad, D. Boroyevich y FC Lee, "Modulación vectorial espacial tridimensional para convertidores de fuente de voltaje de cuatro patas", IEEE Power Electronics Letters, vol. 17, no. 3 de mayo de 2002
- ^ MA Perales, MM Prats, R. Portillo, JL Mora, JI León y LG Franquelo, "Modulación vectorial espacial tridimensional en coordenadas abc para convertidores de fuente de voltaje de cuatro patas", IEEE Power Electronics Letters, vol. 1, no. 4 de diciembre de 2003
- ^ Ó. López, J. Álvarez, J. Doval-Gandoy y FD Freijedo, "Algoritmo PWM de vector espacial multifase multinivel", en IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 55, no. 5, págs. 1933-1942, mayo de 2008.