【正文】 有 u? 0， u? 0，且 /3uu????。 圖 42 變換前的三相電壓波形 課程設(shè)計(jì)說明書 7 圖 43 變換后的兩相電壓波形 扇區(qū)判斷 在上一章中分析過，想要合成參考矢量，必須先判斷參考矢量所在扇區(qū)，然后才能決定參考矢量由哪個(gè)扇區(qū)的兩相鄰矢量來合成。所以應(yīng)先將三相坐標(biāo)系（ A， B， C）轉(zhuǎn)化為兩相靜止坐標(biāo)系（ ? 、 ? ） 三相繞組 A， B， C轉(zhuǎn)化為兩相繞組 ? 、 ? 稱為簡稱 3/2 變換。它們將復(fù)平面分成了 6 個(gè)區(qū)，稱之為扇區(qū)。b 39。由于同一橋臂上下開關(guān)管不能同時(shí)導(dǎo)通，則上述的逆變器三路逆變橋的組態(tài)一共有 8種。為 0)；反之，當(dāng) a， b或 c為0時(shí)，上橋臂開關(guān)管關(guān)斷而下橋臂開關(guān)管開通 (即 a39。表示 6 個(gè)功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。在這個(gè)復(fù)平面上，定義三相相電壓 ua、 ub、uc合成的電壓空間矢量 outU 為： 22jj j ( )33 2o u t a b c m2 ()3 tU u u e u e U e??? ?? ?? ? ? ? (32) 課程設(shè)計(jì)說明書 4 acbOReImoutU? 圖 31 電壓空間矢量 三相電壓型逆變器電路原理圖如圖 32 所示。 (2) SVPWM 比較適合于數(shù)字化控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的 SPWM 方法從電源的角度出發(fā)，以生成一個(gè)可調(diào)頻調(diào)壓的正弦波電源，而 SVPWM 方法將逆變系統(tǒng)和異步電機(jī)看作一個(gè)整體來考慮，模型比較簡單，也便于微處理器的實(shí)時(shí)控制。例如，選用開關(guān)器件時(shí)可以直接找到 switch 方框圖，將他拖曳到圖形界面中，當(dāng)然開關(guān)的路數(shù)也可以簡單更改。他可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、 方針與分析，可以預(yù)先對系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，按仿真的最佳效果來調(diào)試及整定控制系統(tǒng)的參數(shù)。這些工具箱都是由該領(lǐng)域內(nèi)學(xué)術(shù)水平很高的專家編寫的，所以用戶無需編寫自己學(xué)科范圍內(nèi)的基礎(chǔ)程序，而可直接進(jìn)行高，精，尖的研究。 MATLAB 包含兩個(gè)部分： 核心部分：有數(shù)百個(gè)核心內(nèi)部函數(shù)，各種可選的工具箱 ，工具箱又分為兩類：功能性工具箱，科性工具箱 。 課程設(shè)計(jì)說明書 2 2 MATHLAB 簡介 MATLAB 是矩陣實(shí)驗(yàn)室（ Matrix Laboratory）的簡稱。然而空間電壓矢量脈寬調(diào)制（ SVPWM）的出現(xiàn)很好的解決了上述問題。傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制方法數(shù)字化實(shí)現(xiàn)比較困難，以及 SPWM 脈寬調(diào)制技術(shù)電壓利用率低和諧波多等缺點(diǎn)在交流電機(jī)調(diào)速方面一直未能取得滿意的結(jié)果。 并在分析 SVPWM 基本原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了 SVPWM 的實(shí)現(xiàn)方法，并在 MATHLAB/SIMULINK 仿真環(huán)境中進(jìn)行了仿真研究。 MATLAB 是美國 Mathworks 公司出品的商業(yè) 數(shù)學(xué)軟件 ，用于 算法 開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及 數(shù)值計(jì)算 的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境 。如 control toolbox, signl proceessing toolbox, mumnication toolbox等。在其下提供了豐富的仿真模塊。對于系統(tǒng)的各個(gè)輸入輸出的模型有專門的方框圖。 課程設(shè)計(jì)說明書 3 3 SVPWM 技術(shù)簡介 及原理 SVPWM 技術(shù)簡介 SVPWM 是空間矢量脈寬調(diào)制 (Space Vector Pulse Width Modulation)的簡稱 SVPWM 的主要思想是以三相對稱正弦波電壓供電時(shí)三相對稱電動機(jī)定子理想磁鏈圓為參考標(biāo)準(zhǔn)，以三相逆 變器不同開關(guān)模式作適當(dāng)?shù)那袚Q，從而形成 PWM波，以所形成的實(shí)際磁鏈?zhǔn)噶縼碜粉櫰錅?zhǔn)確磁鏈圓。實(shí)踐和理論證明，與直接的正弦脈寬調(diào)制 (SPWM)技術(shù)相比， SVPWM 的優(yōu)點(diǎn)主要有： (1) SVPWM 優(yōu)化諧波程度比較高，消除諧波效果要比 SPWM 好，實(shí)現(xiàn)容易，并且可以提高電壓利用率。圖 31 為三相電壓的向量圖，在該平面上形成一個(gè)復(fù)平面，復(fù)平面的實(shí)軸與 A相電壓向量重合，虛軸超前實(shí)軸 ?90 ，分別標(biāo)識為 Re、 Im。 c39。或 c39。為 1)。 ac 39。將 8種 組合的基本空間電壓矢量映射至圖 31 所示的復(fù)平面，即可以得到如圖 33 所示的電壓空間矢量圖。但若是用兩相靜止電壓參數(shù)來計(jì)算時(shí)就比較方便。 ub2ua1S c o p e 2S c o p eM u xFc n 1f ( u )Fc nf ( u )UC3UB2UA1 圖 41 坐標(biāo)變換模型 用坐標(biāo)變換模塊實(shí)現(xiàn)的仿真結(jié)果如下圖所示，其中圖 42 為變換前的三相電壓波形，圖 43為經(jīng)坐標(biāo)變換后的靜 止兩相坐標(biāo)系上的電壓波形。 當(dāng)矢量 su 處于第 2 扇區(qū)時(shí)應(yīng)有 6 0 a r c t a n ( / ) 1 2 0uu???? （ 43） 其中 u? 0 且 /3uu??? 。 當(dāng)矢量 su 處于第 6 扇區(qū)時(shí)應(yīng)有 u? 0， u? 0，且 /3uu????。將式（ 44）中的 2u 化簡得到2/ 3 2 /u u u u? ? ???，若要滿足 /3uu??? 的要求， 2u 應(yīng)該小于 0；將式（ 44）中的 3u 化簡得到 3/ 3 2 /u u u u? ? ?? ? ?，若要滿足 /3uu??? 的要求， 3u 應(yīng)該小于 0。 在第三扇區(qū)應(yīng)有 3uu????，即 30uu??? ? ? ， 30uu????。 當(dāng) u? 0 時(shí) 應(yīng) 有 /3uu??? ?? 。 若 1u 0，則 A=1；若 2u 0，則 B=1；若 3u 0，則 C=1。 表 41 A， B， C與扇區(qū)號 N和標(biāo)簽 P的對應(yīng)表 扇區(qū)號 N C B A P 1 0 1 1 3 2 0 0 1 1 3 1 0 1 5 4 1 0 0 4 5 1 1 0 6 6 0 1 0 2 A， B， C 都是要么為‘ 1’要么為‘ 0’， 但由判斷扇區(qū)的公式可知 A，B， C 不會同時(shí)為 1 或同時(shí)為 0，所以 A， B， C 可以 組合 出 六種 情況 ， 六種情況分別 對應(yīng)著不同的扇區(qū) 。 N1S w i t c h 2S w i t c h 1S w i t c hN 1f ( u )M u xM u xC o n s t a n t 10C o n s t a n t1B 2f ( u )B 1f ( u )B 0u ( 2 )ub2ua1 圖 45 扇區(qū)判斷模塊 這里 B1中的 f(u)設(shè)為 3 /2*u[1] *u[2]， B2里的 f(u)設(shè)為 3 /2*u[1] *u[2]， N 里的 f(u)設(shè)為 4*u[3]+2*u[2]+u[1]； 仿真結(jié)果為 圖 46 扇區(qū) N的波形 矢量作用時(shí)間 假設(shè) su 在第一區(qū)間，在下圖中根據(jù)矢量合成法則，可得 課程設(shè)計(jì)說明書 11 ? su u? 11t uT u? 1u 2u 22t uT ? 圖 47 第一扇區(qū)參考矢量的分量