【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 uIIIIIIVIIVVO基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 期望電壓空間矢量的合成 ?以期望輸出矢量落在第 I扇區(qū)為例 ， 分析電壓空間矢量 PWM的基本工作原理 ，由于扇區(qū)的對(duì)稱(chēng)性 ， 可推廣到其它各個(gè)扇區(qū) 。 1u2usu202Ttu101TtuθO圖 423 期望輸出電壓矢量的合成 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 期望電壓空間矢量的合成 ?在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期 中 ， 的作用時(shí)間為 ， 的作用時(shí)間為 ， 按矢量合成法則可得 θjuθuπUTtjπUTtUTteUTtUTtTtTtssdddjddss i nc os3s i n3c os02020130201202101??????????uuu（ 469） 0T 1u1t 2u 2t基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 電壓空間矢量的作用時(shí)間 ?令實(shí)部與虛部分別相等 ， 解得 （ 471） )s i n31( c o su 0s1 ?? ??dUTt???s in3u23s ins inUu0sd0s2dUTTt???（ 470） 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 輸出電壓矢量最大幅值 ?兩個(gè)基本矢量作用時(shí)間之和應(yīng)滿(mǎn)足 （ 473） （ 472） 1)6c o s (3u2)s i n31( c o su ss021 ?????? ????dd UUTtt?輸出電壓矢量最大幅值為 23us m a xdU?基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 SVPWM的實(shí)現(xiàn) ?由期望輸出電壓矢量的幅值及位置可確定相鄰的兩個(gè)基本電壓矢量以及它們作用時(shí)間的長(zhǎng)短 。 ?通常以開(kāi)關(guān)損耗較小和諧波分量較小為原則 ， 安排基本矢量和零矢量的作用順序 ， 一般在減少開(kāi)關(guān)次數(shù)的同時(shí) ， 盡量使 PWM輸出波型對(duì)稱(chēng) ， 以減少諧波分量 。 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 零矢量集中的實(shí)現(xiàn)方法 ?按照對(duì)稱(chēng)原則 ， 將兩個(gè)基本電壓矢量的作用時(shí)間 、 平分為二后 ， 安放在開(kāi)關(guān)周期的首端和末端 ， 把零矢量的作用時(shí)間放在開(kāi)關(guān)周期的中間 ， 并按開(kāi)關(guān)次數(shù)最少的原則選擇零矢量 。 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 零矢量集中的實(shí)現(xiàn)方法 圖 424 零矢量集中的 SVPWM實(shí)現(xiàn) 0T0t100 110 1 1 1 110 10021t21t22t22t2u1u1u2u7uAuBuCu0T0t100110 00011010021t21t22t22t2u1u1u2u0uAuBuCu)( a )( b基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 零矢量分布的實(shí)現(xiàn)方法 ?將零矢量平均分為 4份 ， 在開(kāi)關(guān)周期的首 、 尾各放 1份 ， 在中間放兩份 ，將兩個(gè)基本電壓矢量的作用時(shí)間 、 平分為二后 ， 插在零矢量間 。 ?按開(kāi)關(guān)損耗較小的原則 ， 選取零矢量 。 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 零矢量分布的實(shí)現(xiàn)方法 圖 425 零矢量分布的 SVPWM實(shí)現(xiàn) 0T20t100 110 111 1 1 0 10021t21t22t22t2u1u1u2u7uAuBuCu0u0u000 00040t40t基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 SVPWM控制的定子磁鏈 ?將占據(jù) π/3的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E等分為 N個(gè)小區(qū)間 ， 每個(gè)小區(qū)間所占的時(shí)間為 NT10 3 ??? 則定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E為正 6N邊形 ， 軌跡接近于圓 ， 諧波分量小 ， 能有效減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng) 。 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 N=4時(shí)，期望的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E ? 圖 426 為 N=4時(shí)，期望的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E，在每個(gè)小區(qū)間內(nèi)，定子磁鏈?zhǔn)噶康脑隽繛? 。 ? 由于 us(k) 是非基本電壓矢量，必須用相鄰的兩個(gè)基本電壓矢量合成。 ? 當(dāng) k=1時(shí)， us(1) 可用 u6和 u1 合成，即 ? 則定子磁鏈?zhǔn)噶康脑隽繛? 0)()( Tkk ss uψ ??djds UTteUTtuTtuTtu023501102601)1( ?????djdss UteUtututTu 235112610)1()1( ????????(0 )sψ)4(sψ)1(sψ)3(sψ)2(sψ)1(sψ?)2(sψ?)3(sψ?)4(sψ?1u5u2u3u6u4uO基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 ? 采用零矢量分布的實(shí)現(xiàn)方法，按開(kāi)關(guān)損耗較小的原則，各基本矢量作用的順序和時(shí)間為 )4()2()2()2()2()2()4( 00211607162100 tututututututu 、、? 因此，在 T0時(shí)間內(nèi)，定子磁鏈?zhǔn)噶康倪\(yùn)動(dòng)軌跡分為 7步完成： 0)7,1(.72)6,1(.62)5,1(.50)4,1(.42)3,1(.32)2,1(.20)1,1(.112616112?????????????????????sssssssutututut基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 ?由以上可知， △ ?s(1， *)=0時(shí)， 定子磁鏈?zhǔn)噶客Ａ粼谠亍? ?△ ?s(1， *) ≠0時(shí)， 定子磁鏈?zhǔn)噶垦刂妷菏噶康姆较蜻\(yùn)動(dòng)。 ?對(duì)于△ ?s(2)分析方法同上。 ?對(duì)于 △ ?s(3) 、△ ?s(4)需用 u1和 u2合成， 圖 542是在 60度內(nèi)實(shí)際的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E。 ?當(dāng) 磁鏈?zhǔn)噶课挥谄渌?5?/3區(qū)域時(shí)，可用不同的基本電壓矢量合成期望的電壓矢量， 分析方法相同。 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E 圖 426 N=4時(shí)，期望的定子磁鏈 矢量軌跡 (0 )sψ)4(sψ)1(sψ)3(sψ)2(sψ)1(sψ?)2(sψ?)3(sψ?)4(sψ?1u5u2u3u6u4uO( 0 )sψ)4(sψ)1(sψ)3(sψ)2(sψO圖 427 N=4時(shí)，實(shí)際的定子磁鏈 矢量軌跡 )4()2()2()2()2()2()4( 00211607162100 tututututututu 、、基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 定子旋轉(zhuǎn)磁鏈?zhǔn)噶寇壽E 圖 428定子旋轉(zhuǎn)磁鏈?zhǔn)噶寇壽E 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 定子旋轉(zhuǎn)磁鏈?zhǔn)噶寇壽E ?實(shí)際的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E在期望的磁鏈圓周?chē)▌?dòng)。 N越大，磁鏈軌跡越接近于圓，但開(kāi)關(guān)頻率隨之增大。 ?由于 N是有限的，所以磁鏈軌跡只能接近于圓，而不可能等于圓。 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 SVPWM控制模式的特點(diǎn) 1. 逆變器共有 8個(gè)基本輸出矢量， 6個(gè)有效工作矢量和 2個(gè)零矢量，在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，每個(gè)有效工作矢量只作用 1次的方式，只能生成正 6邊形的旋轉(zhuǎn)磁鏈，諧波分量大，將導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。 2. 用相鄰的 2個(gè)有效工作矢量，可合成任意的期望輸出電壓矢量，使磁鏈軌跡接近于圓。開(kāi)關(guān)周期越小，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)越接近圓，但功率器件的開(kāi)關(guān)頻率提高。 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 SVPWM控制模式的特點(diǎn) 3. 利用電壓空間矢量直接生成三相 PWM波，計(jì)算簡(jiǎn)便。 4. 與一般的 SPWM相比較， SVPWM控制方式的輸出電壓可提高 15%。 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 《 為學(xué) 》 ?天下事有難易乎？ 為之，則難者亦易矣 。 不為，則易者亦難矣。 ?人之為學(xué)有難易乎？ 學(xué)之， 則難者亦易矣 。 不學(xué) ， 則易者亦難矣。 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) ?對(duì)于風(fēng)機(jī)、水泵類(lèi)性能要求不高、只要在一定范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)高效率的調(diào)速就行的負(fù)載，可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型，采用轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)電壓頻率協(xié)調(diào)控制的方案，這就是一般的通用變頻器控制系統(tǒng)。 ?所謂“通用”，包含兩方面的含義： ?一是可以和通用的籠型異步電動(dòng)機(jī)配套使用； ? 二是具有多種可供選擇的功能，適用于各種不同性質(zhì)的負(fù)載。 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 2021/6/8 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ?由于系統(tǒng)本身沒(méi)有自動(dòng)限制起制動(dòng)電流的作用，因此，頻率設(shè)定必須通過(guò)給定積分算法產(chǎn)生平緩的升速或降速信號(hào) M~sU)(1?fUs?PWM控制~1?1?*1?),(*11tf ?? ?圖