FOC电机控制学习记录(四) SVPWM推导

会飞的猪_2020

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2024-8-17 14:20 上传

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会飞的猪_2020

里面计算的代码如下：

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% 定义六种开关状态下的相电压
switch_states = [
    0, 0, 1;
    0, 1, 0;
    0, 1, 1;
    1, 0, 0;
    1, 0, 1;
    1, 1, 0;
];

% 定义基本变量
Vdc = 1; % 直流母线电压

% 空间矢量的角度
angles = linspace(0, 2*pi, 7); % 0 到 360 度，分成6等分

figure;
hold on;
axis equal;
title('SVPWM 空间矢量图');
xlabel('实轴');
ylabel('虚轴');

% 获取当前开关状态的相电压
for i = 1:6
    ua = switch_states(i, 1);
    ub = switch_states(i, 2);
    uc = switch_states(i, 3);
    if (((ua + ub + uc) == 0) || (ua + ub + uc) == 3)
        ua = 0;
        ub = 0;
        uc = 0;
    elseif ((ua + ub + uc) == 1)
        ua = ua * 2/3;
        ub = ub * 2/3;
        uc = uc * 2/3;
        if (ua == 0)
            ua = -1/3;
        end
        if (ub == 0)
            ub = -1/3;
        end
        if (uc == 0)
            uc = -1/3;
        end
    elseif ((ua + ub + uc) == 2)
        ua = ua * 1/3;
        ub = ub * 1/3;
        uc = uc * 1/3;
        if (ua == 0)
            ua = -2/3;
        end
        if (ub == 0)
            ub = -2/3;
        end
        if (uc == 0)
            uc = -2/3;
        end
    end
    ua = ua * Vdc;
    ub = ub * Vdc;
    uc = uc * Vdc;
    
    % 计算空间矢量 U_s
    U_s = (2/3) * (ua + ub * exp(2*pi/3*1i) + uc * exp(4*pi/3*1i));
    
    % 绘制空间矢量
    quiver(0, 0, real(U_s), imag(U_s), 'AutoScale', 'off', 'LineWidth', 2);
    
    % 标注角度
    text(real(U_s) * 1.1, imag(U_s) * 1.1, sprintf('(%d,%d,%d)%.0f°',switch_states(i, 1), switch_states(i, 2), switch_states(i, 3), mod(rad2deg(angle(U_s)), 360)), 'FontSize', 12);
end

% 绘制单位圆，表示所有矢量终点应该落在该圆上
theta = linspace(0, 2*pi, 100);
plot(cos(theta), sin(theta), '--k');

hold off;

会飞的猪_2020

我们通过MOS管开关，可以直接得到的就是这六个矢量。（当然还有0矢量）

如果要得到任意一个矢量，就是根据让对应扇区的两个矢量去合成（矢量的占空比不一样，就可以得到任意方向的矢量了）

eric2013

这个FOC控制学习，是不是少了2和3.

刚刚搜了下，没找到。

会飞的猪_2020

eric2013 发表于 2024-8-18 11:35
这个FOC控制学习，是不是少了2和3.

刚刚搜了下，没找到。

是的。二和三，写了一个目录...内容还没写。

morning_enr6U

soyshell

跟踪这个专题.我在想:第一章是什么?

会飞的猪_2020

soyshell 发表于 2024-8-19 15:26
跟踪这个专题.我在想:第一章是什么?

不知道你是否有控制有刷直流电机的经验。
有刷电机通过电刷换向，常见的结构就是，定子是一块磁铁然后转子通电产生磁场，通过电刷换向，不停旋转。



有刷电机毕竟存在电刷，一方面这个结构转速快了可能会起火花，另外一方面存在摩擦力也限制了转速。
那么有什么方法可以解除这个限制吗？

聪明的前辈想到了，如果我设计这样一种电机，它的转子是一块永磁体，而它的磁场不停的旋转，岂不是不需要电刷唤向，电机也可以不停旋转了？
那么这个电机就是永磁同步电机。

那么怎么产生这样的磁场呢？
空间上相差 120°，相位也相差 120°的三个弦波能够合成一个旋转的空间矢量（当然实际上三个，四个，五个都可以，我看到过有四相电机，五相电机，六相电机，n相电机的FOC控制论文..）

我之前那个（一）就是说明了这样一件事情。
我们控制了三相电压也就控制三相的电流，也就控制了三相产生的磁场，也就控制了合成的磁场。而这个合成的磁场就可以控制电机的旋转。

soyshell

谢谢楼主的回答。有刷电机，玩过一段时间。我一直想在“两相步进电机上，运行FOC”，实现步进电机闭环。

会飞的猪_2020

soyshell 发表于 2024-8-20 11:51
谢谢楼主的回答。有刷电机，玩过一段时间。我一直想在“两相步进电机上，运行FOC”，实现步进电机闭环。

我记得2020年时候我看到github上一个项目就是FOC驱动的步进电机XDrive
我后面对电机控制产生兴趣也是因为这个。

lb1057907736

电机控制挺复杂的，本科、研究生、博士都有研究方向。两大流派直接转矩控制DTC和FOC。特别是无传感器的控制算法。DTC是ABB专有的，FOC是西门子、施耐德，国内的汇川。

morning_enr6U

soyshell

谢谢楼主。我把XRIVER的源程序下载下来，学习学习。有疑问，还要向你多多请教。