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1、中国电机工程学报〕第卷第期从年月。扬一一一中文章编号图分类号文献标识码学科分类号基于基波电压幅值线性输出控制的过调制新算法张立伟,刘钧,温旭辉,陈桂兰,华肠,北京市海淀区中国科学院电工所刃、’飞’一,,一,一,,,侧,成分百分含量的变化情况,并和其它控制算法进行了技术指标对比。分析及相关实验证明,该算法具有输出基波电压增、,,益线形谐波电压含量低以及实现简单的优点非常适合异步电机实际应用。,关键词电压型逆变器异步电机过调制空间矢量脉宽调制,一引言,在三相桥式电压型逆变器中,通常采用正弦电压脉宽调制和空间矢量电压脉宽调制两种
2、调制方式产生波形。是,出现较早且应用广泛的一种调制方式基本原理,,是通过调制信号和三角波相比较后产生逆变器的开关逻辑信号,、。,具有结构简单实现方便的特点但是在线性调制区域,逆变器输出相电压基波幅值最大只能达到。“鱿的基本原理是通过组合逆变器输出的一,个,’图不同的电压矢量得到所需的电压矢量摘要传统的空间矢量脉宽调制过调制控制需。为基本电压矢量图忽略逆变器的开关要预先存储大量的数据,系统存储量庞大,但控制精度却不谐波影响,在线性调制区域对应图中六边型内。理想该文提出了一种新颖的基于基波电压幅值线性输出控,,,该算法,切圆的
3、内部区域具有很好的线性增益制的过调制算法不需要存储数据能够逆变器输出相电压基波幅值最大可达。具使逆变器平滑的从线性调制工作状态过渡到六阶梯波工作、状态,非常适合数字化应用。文中分析了应用该算法以后,有与交流电机空间矢量控制理论结合紧密易于数、,逆变器输出电压的谐波畸变情况,以及主要谐波字化实现直流母线电压利用率高的特点因此在各种逆变装置和交流调速装置中得到广泛应用一。基金项目国家高技术基金项目。当逆变器工作在六阶梯波状态时,输出相电压。,一中基波幅值为相比之下所有工作在第期张立伟等基于基波电压幅值线性输出控制的过调制新算法
4、‘··生一一一,,,范围下同表示以为基准进行标。厂,么值计算令为参考电压矢量的相角。“则的极坐标表示式为,““二【,号卜根据调制比的大小,整个调制区域可被分为“下面两个部分‘’荟之茸荔犷线性调制区‘三图电压矢量图图中的基本空间电压矢量包括六个非零矢量“,⋯,。,,“,线性调制状态的逆变器,都存在不能充分利和两个零矢量的理论基础,用直流母线电压的问题,因此要对逆变器进行过调是平均值等效原理即在一个开关周期内通过对两,制控制,以提高电源电压利用率。对于控个相邻非零电压矢量加以组合使其平均值与参考“,制的电压型逆变器,在电压矢量
5、相等以图中位于第一扇区的参考电由线性调制工作状态到六阶“,梯波工作状态的转变过程中,不同过调制算法的调压矢量为例有制效果相差很大,通常表现在算法复杂程度、输出乙“““,,一。一万,’艺基波电压增益以及谐波电压含量等方面,一式中为的一个开关周期几为电文献提出了一种具有很好理论价值的,“,,压矢量的作用时间经过计算可得过调制算法算法将整个过调制过程分为‘、,一··一两个阶段每个阶段分别采用不同的策略不风‘‘晋,口、了气︺一、了尹,控制逆变器的输出以保证逆变器输出相电压的’「一。,爪褥九连续性但这项技术需要在离线状态下预先将,,
6、调制比低于时逆变器线性输出正弦大量数据以表格的形式存储在控制器中造成系,,,调制电压调制比等于时参考电压矢量统存储量庞大限制了算法精度的提高不利于,。的运动轨迹将与六边型相切此时逆变器输出最工程化应用,,大正弦调制电压调制比大于时逆变器文献【采用连续数字控制技术将两个调制,阶段整合成一种控制模式,简化了应用条件,但是进入过调制状态逆变器输出的电压波形将产生畸。逆变器输出的基波电压增益较差,谐波含量高文变,过调制区‘献改进了文献〔所提出的技术尽管基波电压,增益很好,但是谐波含量仍然很高。本文基于幅值控制提出了一种新的。本文提
7、出了一种新的过调制算法,傅过调制算法立叶谐波分析表明,应用该算法后,逆变器输出相定义幅值系数“一电压中基波电压幅值与调制比完全成线性关系此办任,一·外,在整个过调制过程中,逆变器输出相电压中谐‘,万‘,二波电压幅值以及谐波畸变有明显的改善,号。式中万表示图中六边形内切圆对应的文中最后给出了实验结果电压矢量的幅值表示六边形的顶点电压矢“。一种新的过调制算法量幅值表示参考电压矢量“的幅值对上述,,简便起见以下分析中忽略了开关器件的死区三个量以为基准进行标么值计算就可得到。‘影响一万任,定义调制比为一·一·万二一一业止里令从代表
8、图中六边,则形的顶点电压矢量式中为图所示六边形顶点电压矢量的幅算法对应的逆变器输出实际电压矢量与参考电压值。表示参考电“,‘“矢量阶的关系为数学论证见附录压矢量的幅值,··,卜,,氏在过调制区计算非零电压矢量作用时间的方法与,。在线性调制区计算的方法非常相似因而可以将该其中的具体数值见表同样假定参考电压
