永磁同步电机超调控制 _永磁同步电机

回顾一下上篇《SVPWM基础篇》里我们讲到的SVPWM的基本实现方法，有以下基本结论：
(1) SVPWM方式下的电机线-线电压的正弦波峰值可以等于母线电压，母线电压利用率为1
(2) SVPWM的调制比（调制深度）可以达到1.15
调制比计算方法：电压矢量的长度与母线电压一半的比值，如下图 OM向量的长度为

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但这个事情就这么完了吗？还真没完。
资本家在压榨工人的剩余价值方面所做的努力是不遗余力的，同样的道理，搞电控的人们在压榨逆变器的潜在能力方面所做的努力有是不遗余力的。
通过上面的图，我们显然可以看到，逆变器本身的最大输入能力是黑色的正六边形的外周围，基础SVPWM所用到的红色内切圆和六边形本身之间的边角料尚未被使用，如果把这一部分电压矢量也使用起来，就是所谓的过调制的SVPWM了。
过调制的实现方式及对输出力矩的影响
一种最为典型的过调制的实现方法是：
(1) 当合成电压矢量介于内切圆与六边形之间时，维持合成电压矢量不变
(2) 当合成电压矢量超出六边形时，维持合成电压矢量的方向不变，将按比例拉到六边形上。
典型的应用见下图。

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很明显，当过调制发生时，一方面由于最大化的利用了逆变器的潜力，电机的输出功率会增加，另一方面由于其电压矢量不再是一个圆（电机在不同角度下，合成的电压矢量的长度不相同），电压矢量有畸变产生，输出纹波也会增加，仿真见下。

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过调制与电流采样
在前文《永磁同步电机力矩控制（四）：相线电流采样》和《永磁同步电机力矩控制（五）：母线低边电流采样》我们分析了几种电流采样方式的异同，除了相线电流采样的方式在任意时刻都可以采集到相线电流之外，下桥臂采样和低边母线电流采样的方式都需要在某些特殊的时刻对电流进行采样，前文使用移相的方法部分可以解决部分这个问题，但是使用过调制以后，需要有更多的处理。
削顶
在前文中，我们讲到SVPWM的相电压波形是鞍形波（双头波），但实际上，根据冲量等效原理，我们在实际应用的时候，可以把SVPWM的相线电压波形再切换成如下图所示的削顶正弦波（调制比在1.15以内时，线电压仍为正弦波）。削顶带来的好处：
(1)一相削顶的时候，意味着另外的两相同时也发生了占空比上移或者下移，通过选择合适的削顶时机，在低边采样策略下，可以使得另外两相有更多的电流采样时间窗口。
(2)削顶的发生的时候，某一相的MOS处于常开或常闭状态，减少了驱动桥的开关损耗。

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切角
即便是采取了削顶的策略，在六边形的顶点处附近，针对低边采样方案而言，仍然不会存在足够的电流采样时间窗口，这时候就必须切角了。对母线低边采样而言要切掉6个角，对相线下桥臂电流采样而言要切掉三个角。
【永磁同步电机超调控制】

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