電力拖動自動控制系統(tǒng)陳伯時6-4變壓變頻調速系統(tǒng)中的脈寬調制pwm技術(編輯修改稿)
2025-06-15 15:48 本頁面
【文章內容簡介】 制方法稱作 “ 磁鏈跟蹤控制 ” ， 磁鏈的軌跡是交替使用不同的電壓空間矢量得到的 ， 所以又稱 “ 電壓空間矢量 PWM（ SVPWM， Space Vector PWM）控制 ” 。 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 22 1. 空間矢量的定義 交流電動機繞組的電壓、電流、磁鏈等物理量都是隨時間變化的，分析時常用時間相量來表示，但如果考慮到它們所在繞組的空間位置，也可以如圖所示，定義為空間矢量 uA0， uB0 ， uC0 。 電壓空間矢量 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 23 ? 電壓空間矢量的相互關系 ? 定子電壓空間矢量： uA0 、 uB0 、 uC0 的方向始終處于各相繞組的軸線上，而大小則隨時間按正弦規(guī)律脈動，時間相位互相錯開的角度也是 120176。 。 ? 合成空間矢量： 由三相定子電壓空間矢量相加合成的空間矢量 us 是一個旋轉的空間矢量，它的幅值不變，是每相電壓值的 3/2倍。 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 24 電壓空間矢量的相互關系（續(xù)） 當電源頻率不變時，合成空間矢量 us 以電源角頻率 w1 為電氣角速度作恒速旋轉。當某一相電壓為最大值時，合成電壓矢量 us 就落在該相的軸線上。用公式表示，則有 C0B0A0s uuuu ???（ 739） 與定子電壓空間矢量相仿，可以定義定子電流和磁鏈的空間矢量 Is 和 Ψs 。 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 25 2. 電壓與磁鏈空間矢量的關系 三相的電壓平衡方程式相加，即得用合成空間矢量表示的定子電壓方程式為 tRdd ssssΨIu ?? （ 640） 式中 us — 定子三相電壓合成空間矢量； Is — 定子三相電流合成空間矢量； Ψs— 定子三相磁鏈合成空間矢量。 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 26 ? 近似關系 當電動機轉速不是很低時，定子電阻壓降在式（ 640）中所占的成分很小，可忽略不計，則定子合成電壓與合成磁鏈空間矢量的近似關系為 tdd ssΨu ? （ 641） ?? tdss uΨ（ 642） 或 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 27 ? 磁鏈軌跡 當電動機由三相平衡正弦電壓供電時，電動機定子磁鏈幅值恒定，其空間矢量以恒速旋轉，磁鏈矢量頂端的運動軌跡呈圓形（一般簡稱為磁鏈圓）。這樣的定子磁鏈旋轉矢量可用下式表示。 tΨ 1jms ew?Ψ（ 643） 其中 Ψm是磁鏈 Ψs的幅值， w1為其旋轉角速度。 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 28 由式（ 641）和式（ 643）可得 )2π(jm1jm1jms111 eej)e(dd ???? ttt ΨΨΨt wwu（ 644） 上式表明，當磁鏈幅值一定時， us的大小與 w1（或供電電壓頻率）成正比，其方向則與磁鏈矢量 Ψs正交，即磁鏈圓的切線方向， 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 29 ? 磁場軌跡與電壓空間矢量運動軌跡的關系 如圖所示，當磁鏈矢量在空間旋轉一周時，電壓矢量也連續(xù)地按磁鏈圓的切線方向運動 2?弧度，其軌跡與磁鏈圓重合。 這樣，電動機旋轉磁場的軌跡問題就可 轉化為電壓空間矢量的運動軌跡問題 。 旋轉磁場與電壓空間矢量的運動軌跡 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 30 3. 六拍階梯波逆變器與正六邊形空間旋轉磁場 （ 1）電壓空間矢量運動軌跡 在常規(guī)的 PWM 變壓變頻調速系統(tǒng)中，異步電動機由六拍階梯波逆變器供電，這時的電壓空間矢量運動軌跡是怎樣的呢？ 為了討論方便起見，再把三相逆變器 異步電動機調速系統(tǒng)主電路的原理圖繪出，圖 627中六個功率開關器件都用開關符號代替，可以代表任意一種開關器件。 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 31 ? 主電路原理圖 三相逆變器 異步電動機調速系統(tǒng)主電路原理圖 電力拖動自動控制系統(tǒng) 電力傳動控制系統(tǒng) 32 ? 開關工作狀態(tài) 如果，圖中的逆變器采
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