无刷直流电机的PWM调制方式介绍

作者：时间：2016-12-19 来源：网络收藏

图8：基本空间矢量在空间的分布

图9为参考电压在第一扇区，有两个非零矢量U1U2和零矢量合成，当参考电压进入下一个扇区，采用新的相邻两个矢量与零矢量进行合成。基于矢量合成规则，在符合T1+T2 <= Tpwm条件下，并要求任意角度下V1和V2都能合成出的矢量，所以Uref_max=√3/2 Udc。调制度M=Uref/(Uref_max)=Uref/(√3/2 Udc)

图9：参考电压在第一扇区矢量合成方法

有三角正弦定理可知：

θ角度的推算和前面SPWM里的方法是一样的。为了减少三角函数计算同样采用代码内置Sin三角函数表为了获得最佳的谐波性能和最小开关损耗，目前主要有7段式和5段式空间矢量合成方法。

对比7段式和5段式可知，两者在零矢量的分配上存在很大的区别，单个PWM周期内，5段式方法将零矢量集中插入在中间，转矩脉动大，在低频时会导致明显的走走停停不平稳现象，而7段式方法中零矢量的一半被插入在PWM周期的中间，另一半插入在PWM周期的两边，这样可以使得磁链的运转更加平稳，减少电机转矩的脉动，使得低频时特性明显好于5段式，高频时特性差异不大。但5段式方法中每个PWM周期中，总有一相桥臂的开关管状态不需要改变，而在7段式方法中，每一相桥臂的开关管都需要开关各一次，5段式比7段式开关次数减少1/3，所以5段式的开关功耗是最小的。综合来说在PWM周期达到10KHz以上，5段式更加合适。

举例：角度θ=30°，力矩百分比M=50%，PWM频率20KHz，求三相各PWM的占空比。

LC08000M芯片有空间矢量脉宽调制（SVPWM）功能，同样内部集成了复杂计算功能，采用5段式矢量合成方式，使开关损耗最小。

图12：实测LC08000M空间矢量脉宽调制（SVPWM）的效果

小结

LC08000M集成方波120度脉宽调制、正弦脉宽调制、空间矢量脉宽调制三种模式，客户可以自由选择，芯片内部集成模式需要的计算部分，而且具有速度和电流的双闭环功能，同时具备电流电压保护功能，为客户的设计带了很大简化，非常适合BLDC驱动方案的应用。