电压空间矢量PWM控制技术演示文稿
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文章编号:1009-0193(1999)04-0086-05电压空间矢量(磁链追踪)PWM控制研究与仿真翁颖钧,吴守箴(上海铁道大学电气工程系,上海200331)摘要:为了提高电机的功率因数,降低开关损耗,基于气隙磁通控制原理,以电压矢量组合来逼近圆形磁链轨迹,而电压矢量的选择对应不同开关模式,因此构成电压矢量控制PWM逆变器。
利用C语言仿真,该法输出电压较一般SPWM 逆变器提高15%,每次状态切换只涉及一个元件,开关损耗降低,且模型简单,适用于各种PWM调速装置。
关键词:电机;空间矢量;PWM控制中图分类号:TM301.2 文献标识码:A1 基本原理由电机学可知,在由三相对称正弦电压供电时,电机的定子磁链的幅值是恒定的,并以恒速ω1旋转。
磁链矢量顶端运动轨迹形成圆形的空间旋转磁场(简称磁链圆),我们可以用定子磁链的矢量式来表述:式中,λm 为的幅值,ω1为旋转角速度。
当转速不是很低时,定子电阻压降较小,可以忽略不计,则定子电压与磁链的近似关系可表示成:上式表明,电压矢量V1的大小等于λ1的变化率,而其方向则与λ1的运动方向一致。
由式(1),(2) 可得:由(3)式可见,当磁链幅值λm 在运动过程中一定时,的大小与ω1(或供电电压频率f1)成正比,其方向为磁链圆轨迹的切线方向。
当磁链矢量在空间旋转一周时,电压空间矢量也连续地按磁链圆的切线方向运动经过2π弧度,其轨迹与磁链圆是重合的。
这时,我们就把气隙旋转磁场的轨迹与电压空间矢量联系起来。
从三相逆变器—异步电机原理图(见图1)可知,为了使电动机对称工作,必须三相同时供电,从逆变器的拓扑结构以及式(2)来看,每个输出电势Vao ,Vbo,Vco都具有二个值,例如±Vd/2,如此线性组合即可得到矢量23=8种电压类型。
图(2)表示了电压空间矢量的放射状分布。
每个矢量标注了0(000)~7(111),0表示同一桥臂的二个晶闸管的下面一个导通,1表示上侧的导通,k表示对应二进制数的十进制数。