级联型逆变器的多速率采样直接转矩控制算法.pdf

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1、级联型逆变器的多速率采样直接转矩控制算法阳助威1,2，欧阳红林，汤辉，莫旭杰，何志(1．湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082；2．南车株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲412001)摘要：为了解决三相异步电机电磁转矩和定子磁链脉动大以及开关频率变化等问题，提出了一种基于相移空间矢量调制的多速率采样直接转矩控制算法。在同一个数字信号处理器中，采用两种采样周期，一种用于数据采集和速度、转矩、磁链估计的基本采样周期；另一种用于速度、转矩、磁链误差的处理和执行相移空间矢量控制算法。逆变器主电路采用H

2、桥级联式拓扑结构。具有高质量输出波形，低共模电压，低谐波等特点。仿真及实验结果验证了该算法的可行性。关键词：多速率采样；直接转矩控制；级联型逆变器；相移空间矢量中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1002—087X(2014)08—1555—03MultiratesamplingdirecttorquecontrolalgorithmforcascadedinverterYANGZhu—wei一，OUYANGHong—lin，TANGHui，MOXu-jie，HEZhiCollegeofElec

3、tricalandInformationEngineering,HunanUniversity,ChangshaHunan410082,China；．2．CSRZhuzhou／nst／tuteCo．，Ltd．，ZhuzhouHunan412001，china)Abstract：Thedirecttorquecontrolalgorithmofmultiratesamplingbasedonphase-shiftingspacevectormodulationwasproposedtosolvethepro

4、blemsofelectromagnetictorqueinthree-phaseasynchronousmotor，largestatorfluxrippleandvariableswitchingfrequencies．Inthesamedigitalsignalprocessor，twosamplingperiodswereused．Thefundamentalsamplingperiodwasusedfordatacapturingandestimationofspeed，torqueandflu

5、xparameters．Theothersamplingperiodwasusedforspeed，fluxandtorqueerrorprocessingandtheimplementationofphase-shiftingspacevectorcontrolalgorithm．InvertercircuitwithH-bridgecascadedtopologicalstructurehastheadvantagesofhighqualityoutputwaveform，lowcommonmodev

6、oltageandharmonic．Simulationandexperimentalresultsverifythefeasibilityoftheproposedalgorithm．Keywords：multiratesampling；directtorquecontrol；cascadedinverter；phase-shiftingspacevector空间矢量调制(SVPWM)策略用于直接转矩控制系统中【lj，给逆变器的功率单元提供了一个固定的开关频率。若采用DSP实现SVPWM控制算法，功率管

7、的开关频率决定于程序中的采样频率，因此，采样频率在减小大转矩脉动方面是一个很重要的参数。为了减少电磁转矩脉动，多速率采样技术被用于数据采集、处理和算法控制中。现有的中高压多电平逆变电路主要有三种结构：中点钳位式、飞跨电容式和级联串联式[2]。图1基于三相异步电机的MPSVPWM—DTC框图其中，级联串联式应用最为广泛，其模块化结构易于扩展。对块；异步电机和磁链、转矩、转速估计模块；PI控制模块；相移于级联串联式逆变电路，至少是三级串联，相电压电平数M至SVPWM调制模块；基于FPGA多路移相脉冲产生模块。

8、少为7，其开关状态为M’，显然运用传统SVPWM方法，难以1．2逆变器主电路形成最优开关矢量表[3】。对此，本文基于移相空间矢量调制直如图2所示，逆变主电路采用H桥级联型拓扑结构。单元接转矩控制算法，将多速率采样原理运用于算法控制，快速数数N和相电压电平数L的关系为：L_2N+1。据采集和定子磁链、电磁转矩与转速的精确估计中，提出了一种基于H桥级联型逆变器的多速率采样直接转矩控制方法(MPSVPWM—DTC)1基于MPSVPW