La modulación vectorial espacial (SVM) es un algoritmo para el control de la modulación por ancho de pulsos (PWM), inventado por Gerhard Pfaff, Alois Weschta y Albert Wick en 1982. Se utiliza para la creación de formas de onda de corriente alterna (CA); más comúnmente para accionar motores trifásicos de CA a velocidades variables desde CC mediante múltiples amplificadores de clase D. Existen variaciones de la SVM que resultan en diferentes requisitos de calidad y computacionales. Un área de desarrollo activo es la reducción de la distorsión armónica total (THD) creada por la rápida conmutación inherente a estos algoritmos.
Principio
Topología de un inversor básico de tres fasesUn inversor trifásico, como el que se muestra a la derecha, convierte una fuente de CC, mediante una serie de interruptores, en tres líneas de salida que podrían conectarse a un motor trifásico.Los interruptores deben controlarse de forma que en ningún momento se activen ambos interruptores de la misma pata; de lo contrario, se produciría un cortocircuito en la alimentación de CC. Este requisito puede cumplirse mediante la operación complementaria de los interruptores dentro de una pata. Es decir, si A+ está activado, A− está desactivado y viceversa. Esto da como resultado ocho posibles vectores de conmutación para el inversor, de V0 a V7, con seis vectores de conmutación activos y dos vectores cero.
Vectorial
A+
B+
C+
A−
B−
C−
VAB
VBC
VCA
V0 = {000}
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
0
0
0
vector cero
V1 = {100}
ON
OFF
OFF
OFF
ON
ON
+Vdc
0
−Vdc
vector activo
V2 = {110}
ON
ON
OFF
OFF
OFF
ON
0
+Vdc
−Vdc
vector activo
V3 = {010}
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
−Vdc
+Vdc
0
vector activo
V4 = {011}
OFF
ON
ON
ON
OFF
OFF
−Vdc
0
+Vdc
vector activo
V5 = {001}
OFF
OFF
ON
ON
ON
OFF
0
−Vdc
+Vdc
vector activo
V6 = {101}
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
+Vdc
−Vdc
0
vector activo
V7 = {111}
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
0
0
0
vector cero
Tenga en cuenta que, al observar las columnas de los vectores de conmutación activos V1-6, los voltajes de salida varían como una sinusoide pulsada, con cada rama desfasada en 120 grados.
Para implementar la modulación vectorial espacial, se muestrea una señal de referencia Vref con una frecuencia fs (Ts = 1/fs). La señal de referencia puede generarse a partir de tres referencias de fase independientes mediante la transformada αβγ. El vector de referencia se sintetiza mediante una combinación de los dos vectores de conmutación activos adyacentes y uno o ambos vectores cero. Existen diversas estrategias para seleccionar el orden de los vectores y el o los vectores cero a utilizar. La selección de la estrategia afectará el contenido armónico y las pérdidas de conmutación. [de].
Los ocho posibles vectores de conmutación para un inversor de tres patas con modulación vectorial espacial. Un ejemplo Vref se muestra en el primer sector. Vref_MAX es la amplitud máxima de Vref antes de que se alcance la sobremodulación no lineal.
Existen estrategias SVM más complicadas para el funcionamiento desbalanceado de los inversores de tres fases de cuatro patas. En estas estrategias los vectores de conmutación definen una forma 3D (prismo hexagonal en coordenadas o dodecahedron en coordenadas abc) en lugar de un hexágono 2D. Las técnicas generales SVM también están disponibles para convertidores con cualquier número de piernas y niveles.
Véase también
[Space Vector PWM Intro (incluye animaciones que representan relaciones cambiantes entre fases y estados de conmutación)
αβγ transform
Inverter (electrical)
modulación de pulso-anchura
Referencias
^M.P. Kazmierkowski; R. Krishnan & F. Blaabjerg (2002). Control en Power Electronics: Problemas seleccionados. San Diego: Prensa Académica. ISBN 978-0-12-402772-5.{{cite book}}: CS1 maint: editor location (link)
^Bimal K. Bose (2014). "Ingeniería y Tecnología Historia Wiki: electrónica de poder". Retrieved 29 de diciembre 2023.
^R. Zhang, V. Himamshu Prasad, D. Boroyevich y F.C. Lee, "Three-Dimensional Space Vector Modulation for Four-Leg Voltage-Source Converters", IEEE Power Electronics Letters, vol. 17, no. 3, mayo 2002
^M.A. Perales, M.M. Prats, R.Portillo, J.L. Mora, J.I. León y L.G. Franquelo, "Three-Dimensional Space Vector Modulation in abc Coordinates for Four-Leg Voltage Source Converter", IEEE Power Electronics Letters, vol. 1, no. 4, diciembre 2003
^Ó. López, J. Alvarez, J. Doval-Gandoy y F. D. Freijedo, "Multilevel Multiphase Space Vector PWM Algorithm", en IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 55, no. 5, págs. 1933 a 1942, mayo de 2008.
