【正文】 2( s i n)34c o s32c o s1[(2)1(2)1(2?????????jdddjjdjjdeUjUjUeeUeeU??????????????2uPWM逆變器基本輸出電壓矢量 ? 依此類(lèi)推，可得 8個(gè)基本空間矢量，其中 6個(gè)有效工作矢量 ~ ，幅值為直流電壓 ，在空間互差 。 1u 6udU 3?0u 7uPWM逆變器基本輸出電壓矢量 圖 基本電壓空間矢量圖 1u2u3u70 , uu6u5u4uO正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ? 6個(gè)有效工作矢量按至的順序分別作用時(shí)間 162???? tt??31???每個(gè)有效工作矢量作用 π/3 弧度， 6個(gè)有效工作矢量完成一個(gè)周期，輸出基波電壓角頻率 13???? t正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ? 在時(shí)間 Δ t內(nèi)，定子磁鏈?zhǔn)噶康脑隽繛? k=1,2,3,4,5,6 。 ?? dtss uψ正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ? 定子磁鏈?zhǔn)噶康倪\(yùn)動(dòng)軌跡為 tkkkkksssss????????)()1()()1()(uψψψψ)1( ?kψ )( kψtkks??? )()( uψ圖 定子磁鏈?zhǔn)噶吭隽颗c電壓矢量和時(shí)間增量 的關(guān)系 正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ? 圖為正六邊形定子磁鏈軌跡 )1(sψt??? 1s )1( uψ(2)sψ(3)sψ(4)sψ(5)sψ(6)sψt???2s)2(uψt???3s)3(uψt??? 4s )4( uψt???5s)5(uψt???6s)6(uψO 1u2u3u70 , uu6u5u4uO正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ? 由正六邊形的性質(zhì)可知 ?正六邊形定子磁鏈的大小與直流側(cè)電壓成正比，而與電源角頻率成反比。 。 ? 有效的方法是插入零矢量，使有效工作矢量的作用時(shí)間僅為 ，其余的時(shí)間 。 10 ttt ?????正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ? 在直流電壓不變的條件下，要保持 恒定，只要使 為常數(shù)。 |)(| ksψ1t?正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ? 在時(shí)間段 內(nèi)，定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E沿著有效工作電壓矢量方向運(yùn)行。 ? 電源角頻率越低，零矢量作用時(shí)間也越大，定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E停留的時(shí)間越長(zhǎng)。 1t?0t?期望電壓空間矢量的合成與SVPWM控制 ? 每個(gè)有效工作矢量在一個(gè)周期內(nèi)只作用一次的方式只能生成正六邊形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與在正弦波供電時(shí)所產(chǎn)生的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相差甚遠(yuǎn)，六邊形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)帶有較大的諧波分量，這將導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)。 SVPWM基本思想 ? 按 6個(gè)有效工作矢量將電壓矢量空間分為對(duì)稱(chēng)的六個(gè)扇區(qū) ， 每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng) π/3， 當(dāng)期望的輸出電壓矢量落在某個(gè)扇區(qū)內(nèi)時(shí) ， 就用該扇區(qū)的兩條邊等效合成期望的輸出矢量 。 電壓空間矢量的 6個(gè)扇區(qū) 圖 電壓空間矢量的 6個(gè)扇區(qū) 1u2u3u6u5u4u IIIIIIVIIVVO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) 。 ? 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 。 零矢量集中的實(shí)現(xiàn)方法 圖 零矢量集中的 SVPWM實(shí)現(xiàn) 0T0t100 110 1 1 1 110 10021t21t22t22t2u1u1u2u7uAuBuCu0T0t100110 000 11010021t21t22t22t2u1u1u2u0uAuBuCu)( a )( b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 。 零矢量分布的實(shí)現(xiàn)方法 圖 零矢量分布的 SVPWM實(shí)現(xiàn) 0T20t100 110 111 1 1 0 10021t21t22t22t2u1u1u2u7uAuBuCu0u0u000 00040t40tSVPWM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 NT 10 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) 。 N越大，磁鏈軌跡越接近于圓，但開(kāi)關(guān)頻率隨之增大。 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) 。 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 。 ? 4. 與一般的 SPWM相比較， SVPWM控制方式的輸出電壓可提高 15%。 Sector=Thita11。 Sin_value1=SinTable[Thita_in_sector]。 Sin_value2=SinTable[Int_Tmep_value1]。 } Tm=(long)MD*(long)Sin_value1 15。 Tm=(long)T12_PR*(long)Tm 12。 switch (Sector) { case 0: TA=T12_PRTlTm 1。 TC=TB+Tm。 case 1: TB=T12_PRTlTm 1。 TC=TA+Tl。 case 2: TB=T12_PRTlTm 1。 TA=TC+Tm。 case 3: TC=T12_PRTlTm 1。 TA=TB+Tl。 case 4: TC=T12_PRTlTm 1。 TB=TA+Tm。 case 5: TA=T12_PRTlTm 1。 TB=TC+Tl。 } if(TAT12_PR) { TA=T12_PR。 CCU6_CC61SR =TB。 CCU6_vEnableShadowTransfer_CCU6_TIMER_12()。 由于 CPU時(shí)鐘頻率為 40MHZ，定時(shí)器時(shí)鐘為 20MHZ，且 采用連續(xù)增減計(jì)數(shù)模式，因此實(shí)際寫(xiě)入 T12周期寄存器 CCU6_T12PR的值 TC為 ： 1999110202202021121 66 ????????? ?sC P U TfTCLsMs0 s L MT MT si n( 3 θ)T MT si nθT T T T????????? ? ??2M= 3 sdUEind UE 2?39。 ????39。 下圖中繪出了二極直流電機(jī)的物理模型 ， 圖中 F為勵(lì)磁繞組 ， A 為電樞繞組 ， C 為補(bǔ)償繞組 。 把 F 的軸線(xiàn)稱(chēng)作直軸或 d 軸 （ direct axis） ， 主磁通 ?的方向就是沿著 d 軸的；A和 C的軸線(xiàn)則稱(chēng)為交軸或 q 軸 （ quadrature axis） 。 雖然電樞本身是旋轉(zhuǎn)的，但其繞組通過(guò)換向器電刷接到端接板上，電刷將閉合的電樞繞組分成兩條支路。 分析結(jié)果 電樞磁動(dòng)勢(shì)的作用可以用補(bǔ)償繞組磁動(dòng)勢(shì)抵消，或者由于其作用方向與 d 軸垂直而對(duì)主磁通影響甚微，所以 直流電機(jī)的主磁通基本上唯一地由勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流決定 ，這是直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單的根本原因。坐標(biāo)變換正是按照這條思路進(jìn)行的。 眾所周知，交流電機(jī)三相對(duì)稱(chēng)的靜止繞組 A 、 B 、 C ，通以三相平衡的正弦電流時(shí)，所產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì)是旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) F，它在空間呈正弦分布，以同步轉(zhuǎn)速 ?s （即電流的角頻率）順著 ABC 的相序旋轉(zhuǎn)。 （ 1）交流電機(jī)繞組的等效物理模型 A B C A B C iA iB iC F ωs 圖 三相交流繞組 ? 旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 然而，旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)并不一定非要三相不可，除單相以外，二相、三相、四相、 …… 等任意對(duì)稱(chēng)的多相繞組，通以平衡的多相電流，都能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，當(dāng)然以?xún)上嘧顬楹?jiǎn)單。 ，通以時(shí)間上互差 90176。 當(dāng)圖 a和 b的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)大小和轉(zhuǎn)速都相等時(shí)，即認(rèn)為兩相繞組與三相繞組等效。 如果讓包含兩個(gè)繞組在內(nèi)的整個(gè)鐵心以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，則磁動(dòng)勢(shì) F 自然也隨之旋轉(zhuǎn)起來(lái)，成為旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。當(dāng)觀察者也站到鐵心上和繞組一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，在他看來(lái)， d 和 q 是兩個(gè)通以直流而相互垂直的靜止繞組。這時(shí)，繞組 d相當(dāng)于勵(lì)磁繞組， q 相當(dāng)于偽靜止的電樞繞組。 或者說(shuō) ， 在三相坐標(biāo)系下的 iA、 iB 、 iC， 在兩相坐標(biāo)系下的 i?、 i? 和在旋轉(zhuǎn)兩相坐標(biāo)系下的直流 id、 iq 是等效的 ， 它們能產(chǎn)生相同的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) 。 這樣 ， 通過(guò)坐標(biāo)系的變換 ，可以找到與交流三相繞組等效的直流電機(jī)模型 。 2. 三相 兩相變換（ 3/2變換） 現(xiàn)在先考慮上述的第一種坐標(biāo)變換 ——在三相靜止繞組 A、 B、 C和兩相靜止繞組 ?、 ? 之間的變換，或稱(chēng)三相靜止坐標(biāo)系和兩相靜止坐標(biāo)系間的變換，簡(jiǎn)稱(chēng) 3/2 變換。設(shè)三相繞組每相有效匝數(shù)為 N3，兩相繞組每相有效匝數(shù)為 N2，各相磁動(dòng)勢(shì)為有效匝數(shù)與電流的乘積，其空間矢量均位于有關(guān)相的坐標(biāo)軸上。 C N2i? N3iA ? ? N3iC N3iB N2iβ 60o 60o B 圖 53 三相和兩相坐標(biāo)系與繞組磁動(dòng)勢(shì)的空間矢量 設(shè)磁動(dòng)勢(shì)波形是正弦分布的，當(dāng)三相總磁動(dòng)勢(shì)與二相總磁動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，兩套繞組瞬時(shí)磁動(dòng)勢(shì)在 ?、 ? 軸上的投影都應(yīng)相等， )2121(60co s60co s CBA3C3B3A3α2 iiiNiNiNiNiN ????????)(2 360s i n60s i n CB3C3B3β2 iiNiNiNiN ??????寫(xiě)成矩陣形式，得 ????????????????????????????????CBA23β2323021211αiiiNNii （ 51） 考慮 變換前后總功率不變 ， 在此前提下 ，可以證明 （ 見(jiàn) p96） ， 匝數(shù)比應(yīng)為 3223 ?NN （ 52） 代入式（ 51），得 ????????????????????????????????CBAβ232302121132αiiiii （ 53） 令 C3/2 表示從三相坐標(biāo)系變換到兩相坐標(biāo)系的變換矩陣，則 ????????????????2323021211322/3C（ 54） （ 55） ? 三相 —兩相坐標(biāo)系的變換矩陣 2 / 3102