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基于CST的电机控制器EMC仿真——零序分量注入算法

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大家好,我是CST电磁兼容性仿真。这是我的第59篇原创文章。

在做电机控制器的CST电磁兼容性仿真的时候,很多人通常使用CST Studio Suite软件自带的SVPWM算法脚本去生成六个PWM驱动信号作为激励信号进行电磁兼容性仿真。当然也有一些能力强会编程的小伙伴自己去写SVPWM算法,比如六相叠加SVPWM算法,SVPWM的七段式和五段式算法都有。

达索系统的CST Studio Suite软件做二次开发的工程师选择了是一种更简单的算法,它不用去区分分区,也不用复杂的公式就可以计算出马鞍波,这种简明的方法叫均值零序分量注入的SVPWM算法。

均值零序信号算法原本只是SPWM的一个算法,但SPWM与SVPWM的区别就只在于SPWM是使用方波也就是PWM去模拟正弦波的,SVPWM是根据调整不同的零序分量来减小开关频率,好处自然是可以减少开关损耗,但SVPWM和SVPWM本质算法都是一样的,只是实现方式不同。SPWM调制技术相比较SVPWM,省略了扇区判断,矢量合成等步骤,相对来说更加简单,但是最大输出线电压只有√3/2Udc。基于零序分量注入可以提高母线电压利用率,并且合适的零序分量还能达到SVPWM的效果。


均值零序分量注入算法


三相输出电压基波分量可以表示为

其中Ua,Ub,Uc为电压波形,m为调制度,只考虑线性区间,0<m<1,

w为角速度2*pi*f,Vdc为PWM波的高边电压。

首先在每个时间点取Ua,Ub,Uc的最大值。获得一组数据,公式如下

然后再每个时间点取Ua,Ub,Uc的最小值。获得一组数据,公式如下

最后取平均值,公式如下:

波形如下图所示  

可以看出,中间的折线就是V0这个调制值,是一个周期为原波形1/3的三角波,然后和原来三相电压的波形叠加,即这个作为调制波,原三相电压作为载波进行调制,就可以得出马鞍波。  



来源:CST电磁兼容性仿真
电磁兼容二次开发电机CST控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-05-12
最近编辑:5月前
希格斯玻色子
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基于CST的9123-1N电流探头设计作品展示

大家好,我是CST电磁兼容性仿真。这是我的第61篇原创文章。为避免错过干货知识,欢迎关注公 众号,共同学习,共同进步!昨天小编终于历尽艰辛完成了型号为9123-1N的电流探头的仿真设计。仿真频率是10kHz~400MHz。这是小编本人从事电磁兼容性仿真工作以来完成的第二个电流探头的设计,之前第一个是F52B电流探头。不知道大家在做EMI传导发射电流法测试时有没有用到过这两个电流探头。小编通过复杂且大量的计算,计算出了关键的参数并且进行了一些曲线拟合,别问我怎么计算的,问就是麦克斯韦方程组《浅谈麦克斯韦方程组的积分形式》。然后导入到CST里面完成了仿真设计。3D模型一比一还原,如图:9123-1N电流探头参数介绍Frequency range: 10 kHz to 500 MHzTransfer impedance (ZT): 1.0 to 5.0 Ω above 300 kHzOutput load impedance: 50 + j 0 ΩContinuous signal current (CW): 40 AMaximum power current: 200 A DC to 400 HzMaximum power voltage: Limited by the conductor under testPeak pulse current: 60 A maximumProbe circuit: Inserted primary toroidal transformerConnector: Type &quot;N&quot; femaleStyle: Clamp onWeight: 1.2 pounds (0.55 kg)提到电流探头就不得不讲一下转移阻抗。转移阻抗的定义是在EMC领域中,转移阻抗为在屏蔽电缆上注入射频电流时,中心导体上的电压与这个电流的比值。标准规定,在电流探头端接 50 Ω 负载时,在平坦线性范围为 0.1 Ω ~ 5 Ω;低于平坦线性范围时可以为 0.001 Ω ~ 0.1 Ω。那么9123-1N的转移阻抗如图:注意datasheet给出的阻抗单位是dBΩ,需要手动把它转为Ω。最后看一下仿真设计的电流探头和实际的转移阻抗对比:两条曲线之间的线性误差在0.8~1.2之间:对数误差在-2dB~1.5dB之间:点赞后续会分享电流法仿真的结果。来源:CST电磁兼容性仿真

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