基于第一扇区坐标分量的SVPWM快速算法-论文.pdf

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1、32化工自动化及仪表第41卷基于第一扇区坐标分量的SVPWM快速算法荣飞董兴发(t．山西同煤集团煤峪口矿，山西大同037000；2．太原理工大学机械工程学院，太原030000)摘要为了减少传统的SVPWM算法涉和到过多的三角函数和矩阵运算的问题，介绍了一种基于第一扇区的两电平SVPWM算法。该算法仅需根据参考矢量的坐标分量即可求出其所在的扇区和第一扇区的相关矢量作用时间，且根据第一扇区的相关矢量的作用时间即可求出任意扇区的相关矢量作用时间，简化了计算量。最后在Simulink中建立了该算法的异步电机仿真模型，

2、仿真结果表明：该算法是正确的，且具有很好的稳定性。关键词SVPWM坐标分量异步电机稳定性中圈分类号TQ015．9文献标识码A文章编号1000—3932(2014)叭-0032-03空间矢量脉宽调制(SpaceVectorPulseWidthUx，U，——参考矢量在坐标系的分量Modulation，SVPWM)技术是一种比SPWM技术更为一——两电平空间矢量图的基本向量；——参考矢量先进的、计算机可高度介入的脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)方法。它具有谐波含量少、1。一开关损耗小

3、和直流电压利用率高的优点，且磁链轨c一迹更逼近圆形，转矩平稳，因此得到了13益广泛的应c用⋯。传统的SVPWM算法涉及到大量的运算，主c三4要是三角函数运算和矩阵运算，这大大增加了控制c卜5器的负担和程序占用的存储空间。c笔者提出了一种新型的SVPWM快速算法，该算法能根据参考矢量的坐标分量迅速判断出参考矢量所在的扇区，且仅需根据坐标分量计算出图2扇区调整仿真模块第一扇区的时间，即可求出其他相关矢量的作用如图1所示，在两电平电压空间矢量图中建时间，易于数字化应用，具有很好的实用性。立一个与所有扇区严格坐标系，

4、其中3个坐标轴1SVPWM快速算法，Y，z分别位于扇区I，Ⅱ，Ⅲ的角平分线上。设1．1扇区判断参考矢量在坐标系的分量分别为U，U，U，两电平在三坐标轴坐标系空间中的矢量图如即：图1所示，图中的扇区号经过了顺序调整，该操作的仿真模块如图2所示。=÷(+)U，=(1)(010)lo)u；=丁1(一+)＼揪若U>0，则扇区可能为Ⅱ，Ⅲ，IV；U<0，则扇区可能为Ⅳ，V，Ⅵ，因此若U>0且U<0，则l＼一参考矢量所在的扇区为Ⅳ，于是得出参考矢量所在扇区的判断关系见表1⋯。图1两电平三坐标轴坐标系中的矢量图收稿日期：2

5、ol3．12旬6(修改稿)第1期荣飞等．基于第一扇区坐标分量的SVPWM快速算法表1扇区判断关系表得到的各扇区的矢量作用时间见表2。表2各扇区矢量作用时间1．2相关矢量作用时间计算相关矢量作用时间的计算依据的是矢量的平行四边形定则，因此若合成两个不同参考矢量的于是将参考矢量旋转到第一扇区后，就可以平行四边形是全等的，则它们的相关矢量作用时用式(3)来求所有扇区相关矢量的作用时间了，间要么相同要么顺序相反。参考矢量转化公式为：如图3所示，若参考矢量在第二扇区与第一扇区内的模长相等，且第二扇区的参考矢量经thet

6、a=0一叮r(N一1)／3(4)角度变换转化到第一扇区后，与OL轴正向的夹角式中Ⅳ——扇区数；与第一扇区的参考矢量和与Ot轴正向夹角相等。0——参考矢量与n轴正方向的夹角。则这两个平行四边形是全等的。图3中，。、、2仿真验证，、为与参考矢量相关的基本矢量的作用时在Simulink中建立了该算法和传统算法的仿间，于是得T=，T。=。当参考矢量位于真模型。直流电压设为600V，仿真时间为0．7s，第三扇区时，同理可得其作用时间与第一扇区作异步电动机参数设置为：额定功率4kW，线电压用时间的对应关系为=T：=T这样

7、就有效值400V，频率50Hz，二对极R=1．40511，可以用第一扇区的时间来代替其他扇区的时间。Ls=0．005839H，R=1．39511，L=0．005839H，6L=0．1722H，转动惯量为0．0131kg·m，机械负载转矩为30N·m。图4、5分别为逆变器在该算法下输出的相电压波形图和线电压波形图(横轴单位为s，纵轴单位为V)，由输出波形可知该算法是正确的。图6为电机转矩曲线，图7为电机转速曲线，由电机输出的曲线可知，该算法有较好的稳定性。设Vr位于第一扇区，由传统的SVPWM算法可得矢量的作用

8、时间为：一’之l=出T4=-AU,㈩其中Ts为起始时间：。图4相电压波形化工自动化及仪表第41卷6oo4oo》200器o∞-200剥辩—400—600nO00．02n04006O．O8n1O时间，s图5线电压波形图7电机转速曲线参考文献暑刘嫣．一种改进的SVPWM算法研究[J]．计算机仿真，2012，27(9)：328～332．囊伍小杰，符晓，潘庆山，等．一种三电平SVPWM算法rLrLrLrlrL