【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 管 ZVT開通 缺點(diǎn) ?輸出電壓的基波幅值減小 ?相位超前并產(chǎn)生出 3， 5， 7等諧波 ? 根據(jù)電工學(xué)原理介紹，正弦量可以用復(fù)數(shù)形式表示，即在復(fù)平面上用一個(gè)旋轉(zhuǎn)向量在虛軸上的投影來表示，與一般的空間向量，例如力學(xué)中描寫力的向量的含義是不同的，為了避免混淆，電工學(xué)中把對(duì)應(yīng)于某正弦函數(shù)的復(fù)振幅 稱為空間向量，并改用 來表示，用復(fù)數(shù)來表示正弦量，可以使正弦電路的微分與積分計(jì)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)計(jì)算，因而使正弦電路的分析計(jì)算大為簡(jiǎn)化。 0?jeA?U?T 1T 4T 3 T 5T 6 T 2O ’A B C? ? ? ? 01 3432 222100 jjj EeeEeEEU ?????? ???模式：? ? ? ? 33432 2221 1 0 2 ??? jjj EeeEeEEU ???????模式：? ? ? ? 323432 222022 3 ??? jjj EeeEeEEU ????????模式：? ? ? ? ??? jjj EeeEeEEU ??????? 3432 222022 4?模式：? ? ? ? 343432 2220 0 1 5 ??? jjj EeeEeEEU ????????模式：? ? ? ? 353432 2221 0 1 6 ??? jjj EeeEeEEU ???????模式：? ? ? ? 0222022 34320 ??????? ?? jj eEeEEU ?模式：? ? ? ? 02221 1 1 34327 ?????? ?? jj eEeEEU ?模式：? ??????????7,006,3,2,131kkEeUkjk???0???????? ???TEdtE零向量 有效向量 零向量 線電壓 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ ? ?1117U?? ?0000U?? ?1117U?? ?0000U?? ?1117U?? ?0000U?? ?1102U?? ?0103U?? ?0114U?? ?0015U?? ?1016U?? ?1001U?? ?0000U?? ?1117U?? ?0000U?? ?1117U?? ?0000U?? ?1117U?? ?1102U?? ?0103U?? ?0114U?? ?0015U?? ?1016U?? ?1001U? 負(fù)半周CAu負(fù)半周ABu負(fù)半周BCu正半周ABu正半周BCu正半周CAu? 空間向量 SPWM調(diào)制法，已越出常規(guī) SPWM的思路，從電動(dòng)機(jī)角度出發(fā)，直接以電動(dòng)機(jī)磁鏈圓形軌跡控制為目的，不僅在控制上與 SPWM的效果相同，而且更直觀，物理意義更明晰，實(shí)現(xiàn)起來也更方便。更重要是無論從直流電壓利用率還是從電動(dòng)機(jī)諧波損耗上看，空間向量 SPWM法都優(yōu)于 SPWM法，其最大調(diào)制度 M= O’點(diǎn)電位按三次諧波浮動(dòng)，為每相電壓注入了同樣的 3次諧波，使合成相電壓對(duì)直流電源中點(diǎn) O的峰值降低。 ?參考向量的軌跡由正六邊形中的圓弧和正六邊形各邊的中間部分組成。 模式 1 ?正六邊形中的圓弧長(zhǎng)度減小到零，參考向量的軌跡變成純六邊形。 模式 2 多重疊加法 ?擴(kuò)容方便 ?采用純方波逆變器疊加時(shí)調(diào)壓很困難 正弦脈寬調(diào)試PWM法 ?調(diào)壓很方便 ?擴(kuò)容很困難 SPWM與多重疊加法的聯(lián)合應(yīng)用可以是調(diào)壓和擴(kuò)容都很方便 ， 因此在中 、 大型逆變器中得到了廣泛應(yīng)用 。 在實(shí)際應(yīng)用中 ， 采用 SPWM與多重疊加法聯(lián)合應(yīng)用的目的有兩個(gè)： 一是 擴(kuò)容 二是 調(diào)壓 ? 以三相逆變器為例，當(dāng)一臺(tái)三相 SPWM逆變器的容量不夠時(shí)，可以采用兩臺(tái)三相 SPWM逆變器的二重疊加，并采用二重疊加 SPWM控制，使逆變器的容量成倍增大，并使 SPWM逆變器的諧波進(jìn)一步減少。 ? SPWM逆變器多重疊加的聯(lián)結(jié)方式有兩種： ?變壓器連接方式 ?電抗器連接方式 ? 為了使電路簡(jiǎn)化，多采用電抗器連接方式。 左圖為利用電抗器連接的三相 SPWM逆變器的二重疊加電路 ， 本來用 SPWM就已經(jīng)消除了某些低次諧波 ， 因此在進(jìn)行二重疊加時(shí) ， 應(yīng)以消除載波諧波分量為目的 ，這樣消除諧波的效果就更好 ， 為了消除載波諧波 ， 在左圖中兩個(gè)單元三相 SPWM逆變器的載波信號(hào)的相位 ， 互相錯(cuò)開 180176。 ， 這樣就可以得到左側(cè)的波形 。 二重疊加前 ， SPWM單元逆變器 ，SPWM單元逆變器的輸出電壓的階高為 177。 E；二重疊加后的電壓的階高減小到 E /2， 其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)負(fù)載的電壓沖擊減小了一半 ， 線電壓的階高為 0， 177。 E/2和 177。 E， 波形疊加合成用的限流電抗器工作在載頻狀態(tài) ， 其電壓和時(shí)間的乘積是以載波頻率為基準(zhǔn) ， 電抗器的工作頻率提高 N倍 ， 因此電抗器的體積和重量將大大減小 ， 當(dāng)載波比較大時(shí) ，只要很小的電抗器就可以達(dá)到限流的目的 。 調(diào) 制回 路調(diào) 制回 路EE1cu載波三角波調(diào)制波正弦三相sAu sBu sCu1OAu ? 1OBu ? 1OCu ?2OAu ? 2OBu ? 2OCu ?Au BuCuABCt?t?t?t?1cu 2cu sAu sBu0000AuBuABu2/E2/E?EE?三相 SPQM逆變器二重疊加后 ， 其輸出電壓所包含的諧波中 ， 載波的變頻諧波帶全部被消除了 ， 最低次諧波由疊加前的載波頻率上升到 2倍的載波頻率帶 。 這種逆變器波形的改善 ， 主要是以SPWM為主 ， 二重并聯(lián)疊加主要是為了擴(kuò)容 ，因此這種疊加控制方式只適合于中等容量逆變器的擴(kuò)容使用 。 純方波逆變器的多重疊加 ， 方式雖然簡(jiǎn)單可靠 ， 但輸出效果差 ， 且不能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制 ， 難以調(diào)節(jié)輸出電壓波形 ， 而采用 SPWM逆變器的多重疊加 ， 由于在大功率逆變器中實(shí)現(xiàn)了 SPWM控制 ， 因而可以大大地改善輸出電壓的調(diào)節(jié) ， 優(yōu)化系統(tǒng)性能指標(biāo) 。 采用 SPWM單元逆變器的目的主要是為了調(diào)壓 ， 因而 SPWM單元逆變器的載波比可以選到最低 ， 考慮到三相應(yīng)用 ， 載波比可以取 3， 這樣 ， 單元逆變器就可以選用低速開關(guān)器件 ， 如 GTO等 ， 為了很好地改善輸出電壓的波形 ， 消除諧波 ， 可以選用多個(gè)低開關(guān)頻率的 SPWM逆變器進(jìn)行多重疊加 。 假定有 N個(gè)采用低速開關(guān)器件的低開關(guān)頻率 SPWM單元逆變器 ， 它們具有相同的載波比 F和相同的調(diào)制度 M， 載波都采用三角波 ， 為了進(jìn)行多重疊加 ， 各單元逆變器載波三角波的相位依次滯后 2π/NF進(jìn)行移相 ， N個(gè)單元逆變器共用一個(gè)正弦調(diào)制波 ， 采用輸出變壓器次級(jí)進(jìn)行串聯(lián)疊加方式的 N個(gè)移相SPWM單元逆變器的多重疊加 。 對(duì)輸出電壓進(jìn)行諧波分析 。 5432151S P W M~uuuuuuuuuAA?????假定采用串聯(lián)等幅疊加出電壓進(jìn)行串聯(lián)疊加合成的輸為通過輸出變壓器次級(jí)，單元逆變器的輸出電壓為各個(gè)令為了進(jìn)行有效的諧波分析和比較，采用了波形畸變系數(shù) THD 式中， 為對(duì)應(yīng)調(diào)制度 M的基波分量有效值和 i次諧波分量的有效值 122UUT H Dii????iUU ,1 為了比較 N個(gè)移相 SPWM單元逆變器的多重疊加與普通 SPWM逆變器諧波含量的大小 ， 我們將 N=5，F(xiàn)=3的 5個(gè)移相 SPWM單元逆變器的多重疊加 ， 以及N=1， F=15的普通 SPWM逆變器比較 ， 兩者總的開關(guān)次數(shù)是相同的 ， 而 5個(gè)移相 SPWM單元逆變器多重疊加逆變器中 ， 各單元 SPWM逆變器的開關(guān)次數(shù)為 F=3，只相當(dāng)于普通 SPWM逆變器的 1/5， 大大低于普通SPWM逆變器 。 ? 當(dāng)調(diào)制度 M從 1時(shí)，移相 SPWM逆變器多重疊加的波形畸變系數(shù) THD基本不變，且數(shù)值較小，大大優(yōu)于一般 SPWM逆變器 U。 ? M=1時(shí)的基波分量有效值為U1max ， U1/U1max為歸一化的基波分量有效值， N=5， F=3的移相 SPWM逆變器多重疊加的 M與U1/U1max成正比，故可以通過調(diào)節(jié) M線性地調(diào)節(jié)輸出電壓，同時(shí)也可知，隨著 M的變化， THD基本不變，這就說明 ,在通過 M調(diào)節(jié)輸出電壓的同時(shí)，諧波分量基本不變。 由于這種逆變器的波形改善主要是以多重疊加為主 ， SPWM主要是為了調(diào)壓 ， 所以這種移相 SPWM逆變器多重疊加方式很適合