多电平技术在直接转矩控制系统中的应用研究.pdf

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1、第46卷第4期电力电子技术Vo1．46．No．42012年4月PowerElectronicsApril2012多电平技术在直接转矩控制系统中的应用研究秦虹(浙江工业职业技术学院，浙江绍兴312000)摘要：多电平逆变器在直接转矩控制系统中，对减小转矩脉动有积极作用，但中点电位稳定与否，对系统运行的可靠性带来很大影响。这里提出一种电压矢量的合成方法，既能实现直接转矩控制，又能控制中点电压稳定，对分析结论进行了程序仿真和实际装置实验，结果都证明该方法有效。关键词：逆变器；三电平；直接转矩控制；转矩脉动中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)04—00

2、72—03StudyontheApplicationofMultilevelTechniqueinDirectTorqueControlSystemQINHong(ZhejiangIndustryPolytechnicCollege，Shaoxing312000，China)Abstract：Multilevelinvertershavepositiveefectonreducingthetorquerippleinthedirecttorquecontrolsystem．However，thestabilityofthemid—pointpotentialsbringsverybi

3、gimpactonthereliabilityofthesystem．Thispaperputsforwardakindofvoltagevectorsynthesismethod，whichcanrealizethecontrolofdirecttorqueandcontrolthestabilityofmid．pointvoltageatthesametime．Theauthorexperimentstheconclusionbythesimulationprocedurewithpracticaltestandthisnewmethodturnsouttobeusefu1．C．

4、Keywords：inverter；three—level；directtorquecontrol；torqueripple1引言控制在多电平电路上的应用带来了很多困难。图1示出二极管箝位三电平逆变器。作为一种先进的控制方法．直接转矩控制结构简单，动态性能优良，但是也存在比较突出的问PVThV题，即转矩脉动较大。针对该问题，近年来，学者们提出了许多方法。如空间电压矢量的优化处理【。VTh2JVTc采用无速度传感器运行，改进磁链观测技术[31，完o善控制方式等。这里则是利用多电平技术，细VVVTc_J2化空间电压矢量．通过降低磁链的谐波，从而减小V1V4jV转矩的脉动量。图1二极管箝位

5、三电平逆变器2多电平逆变技术Fig．1Thediodeclampthree—levelinverter经过几十年的发展，二极管箝位型多电平逆变器技术已受到越来越多的关注，多电平逆变器两电平逆变器每相只有两种开关状态，而三较传统的两点平逆变器而言，具有更多的空间电电平逆变器每相则有3种开关状态，这样就有3即27个开关状态组合．其中有6个长矢量(1—1压状态矢量．这样逆变器的整个空间电压矢量平面就可进行细分．在很大程度上能够减小转矩波—1)，(11—1)，(一11—1)，(一111)，(一1—11)，动与磁链误差。但随着电平数增多，优化矢量表的(1一l1)；6个中矢量(10—1)，(01

6、一1)，(一1l0)，(一101)，(0—11)，(1—1O)；12个，J、矢量复杂程度也急剧增加，同时二极管箝位三电平逆变器的中点电压平衡也是一个难点，给直接转矩(0—1—1)，(100)，(00—1)，(110)，(010)，(一10—1)，(一100)，(011)，(一1—10)，(001)，(0—10)，(101)，还有3个零矢量(000)，定稿日期：2011一l0—08作者简介：秦虹(1967一)，女，浙江绍兴人，教授，研究方(1l1)，(一1—1—1)。图2示出三电平逆变器电向为电机设计与制造。压空间矢量分布。72多电平技术在直接转矩控制系统中的应用研究位下降。iQ

7、中点电位上升。O1-1对于每一种长矢量．输出接直流母线的正端和负端，没有与中点相连的情况，因此，iQ=O，对中点电压不会产生影响。而对于中矢量，由于总有一相与中点相连，中点流过相应相的电流，中点电压发生相应变化。对于成对出现的小矢量，以长矢量(1—1—1)方向相关的(100)和(0—1—1)为(十1—一(1)例来进行说明。．小矢量(100)作用时，电机的b相和C相与图2三电平逆变器电压空间矢量分布图Q点相连，此时iQ=i+。。由于三相异步电机正常工Fig．