资源描述：
《空间矢量教案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1引言pwm控制技术的应用与发展为整流器性能的改进提供了变革性的思路和手段，结合了pwm控制技术的新型整流器称为pwm整流器。空间电压矢量pwm控制策略是依据变流器空间电压矢量来控制变流器的一种新颖思路的控制策略，最早由日本学者在20世纪80年代初针对交流电动机变频驱动而提出的，目前已成为电压源型pwm整流器(vsr)控制研究的热点［1］。在分析了电压空间矢量控制原理的基础上，提出一种便于数字实现的控制算法，采用输入电压空间矢量定向，直接计算空间电压矢量的位置和作用时间，从而大大简化了计算，并利用数字处理器(dsp)实现了三相pwm整流器空间矢量的全数字控
2、制,得出了最终实验波形。2电压空间矢量控制的基本原理电压源型三相pwm整流器如图1所示。VcVb府府府UiLUb—―---fYirmf^T~.#」^Va'WV?图1pwm整流电路结构三相整流电路由6个igbt构成。设电网电压三相对称：&nUsinmfdtat(1)%=/sinffit-2jt/可u.=t7,sin(Gf+2牙/与设合成电压矢量为：2八件+L+D⑵开关函数sk定义为：sk=1上桥臂igbt导通；下桥臂igbt截止。sk=0上桥臂igbt截止；下桥臂igbt导通。k=a,b,c。根据以上定义，共有8种工作状态：（000）、（001）、（010
3、）、（011）、（100）、（101）、（110）、（111）,即v0〜v7。8种开关状态依次带入式（2）,可得到模为2/3vdc,相位依次相差花勺6个非零矢量v0〜v5和两个零矢量v6,v7。电压空间矢量的分布位置如图2所示。空间矢量pwm控制就是通过分配电压空间矢量（尤其是零矢量）的作用时间，最终形成等幅不等宽的pwm脉冲波，实现追踪磁通的圆形轨迹［2］。以图2所示v矢量所处位置为例，产生pwm输出的一个简便方式就是利用扇区1的相邻矢量v4和v6,使其各自工作部分时间，从而图2电压空间矢量分布3电压空间矢量的简化算法为避免传统算法中的反正切计算，采用了
4、一种电压空间矢量的简化算法，可直接采用参考电压来判断扇区和作用时间。3.1扇区的确定为计算电压合成空间矢量的区间号（sector=1,2……6）,定义一种新的二相到三相的变换，其中ua、u3为空间矢量v在%B轴上的坐标值。V=必若：va>0,则a=1,否则a=0;vb>0,则b=1,否则b=0;vc>0,则c=1,否则c=0。设sector=a+2b+4c当sector=3,则v位于图3所示的i扇区；sector=1,则v位于图3所示的ii扇区；sector=5,则v位于图3所示的iii扇区;sector=4,则v位于图3所示的iv扇区；sector=6,
5、则v位于图3所示的v扇区；sector=2,则v位于图3所示的vi扇区。3.2开关矢量及其作用时间的确定为保证系统在各种情况下，每次切换都只涉及一只开关，电压空间矢量采用七段空间矢量合成方式：每个矢量均以（000）开始和结束，中间零矢量为（111）,非零矢量保证每次只切换一只开关，见表1所列。由于后三段的矢量及其作用时间与前三段时间对中间零矢量（111）对称，为简化计算,表1中没有列入后三段矢量［2］。表1各扇区空间矢量及其开关时间表时间104二12T2/2TW4病区事矢量夫量1矢量2天矢量10001⑶110111u硒010110LJLm000010011
6、111TV（MXJ001011LJ1V（H）0011011111IXMJ100ioiLJ1根据参考电压，可直接计算空间矢量在各扇区的工作时间。以图2所示位置为例，参考电压v由其所在扇区的两个相邻矢量v4,v6合成。门十，6泥T2.（JT=17xTl+-yXCOS—xnfi3iir3、=%si号xT2其中ts为开关周期，vdc为直流侧电压矢量。在其余各扇区均有此类似关系。根据以上关系进行推导归纳，t1,t2可通过下面计算形式并结合合成电压矢量所在扇区进行判断。电压矢量的作用时间按扇区号分配如表2表2电压矢量:作用时间用明区[口0IVVVITIcX-X-YY
7、T2XY-YZ一Z-X4基于dsp的软件实现在分析了电压空间矢量的基本原理及简化算法的基础上，采用ti公司的32位高性能数字信号处理器tms320f2812为控制核心，实现了三相pwm整流器的全数字化控制。系统采用了直流电压外环和输入电流内环的双闭环控制方式。其中电压外环保证直流输出电压的稳定，输入电流内环用于提高系统的动态性能和实现限流保护。采集的反馈信号有输入线电压uab、ubc,输入相电流ia、ib,网压频率f和直流母线电压vdc。系统控制结构框图见图3,直流输出电压给定信号个和实际直流电压vdc比较后的误差信号送入pi调节器，pi调节器的输出即为交
8、流侧电流d轴分量指令值为使交流侧无功功率为零，取q轴指令值巾。，与
