电动机定子磁链幅值恒定.ppt

《电动机定子磁链幅值恒定.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电动机定子磁链幅值恒定.ppt（49页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第六章第六章 笼型异步电动机变压变频调速系笼型异步电动机变压变频调速系统统-转差功率不变型系统转差功率不变型系统6.4 变压变频调速系统中的脉宽调制变压变频调速系统中的脉宽调制 (PWM)技术技术p问题的提出问题的提出p正弦波脉宽调制正弦波脉宽调制(SPWM)技术技术（第一部分）（第一部分）p电压空间矢量电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术（或控制技术（或称磁链跟踪控制技术）称磁链跟踪控制技术）（第二部分）（第二部分）问题的提出问题的提出 早期的早期的交交-直直-交交变压变频器所输出的交变压变频器所输出的交流波形都是流波形都是六拍阶梯波六拍阶梯波（对于电压型逆变（对于电压型逆变器）或器）或

2、矩形波矩形波（对于电流型逆变器）。（对于电流型逆变器）。6.4 变压变频调速系统中的脉宽调制变压变频调速系统中的脉宽调制 (PWM)技术技术 原因何在？原因何在？为了为了改善改善交流电动机变压变频调速系统的交流电动机变压变频调速系统的性能性能，在出现了全控式电力电子开关器件之后，科技工在出现了全控式电力电子开关器件之后，科技工作者在作者在20世纪世纪80年代开发了应用年代开发了应用PWM技术的逆技术的逆变器。变器。由于它的优良技术由于它的优良技术性能性能，当今，当今国内外国内外各厂商生各厂商生产的变压变频器都已采用产的变压变频器都已采用这种技术这种技术，只有在，只有在全控全控器件器件尚未能及的

3、尚未能及的特大容量特大容量时才属例外。时才属例外。6.4 变压变频调速系统中的脉宽调制变压变频调速系统中的脉宽调制 (PWM)技术技术（第一部分）（第一部分）1.PWM调制原理调制原理 以以正弦波正弦波作为逆变器输出的作为逆变器输出的期望波形期望波形，以，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrier wave），），并用频率和期望波相同的并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（正弦波作为调制波（Modulation wave），），当当调制波调制波与与载波载波相交时，由它们的相交时，由它们的交点交点确定逆确定逆变器开关器件的变器开关器件的通断时

4、刻通断时刻，从而获得在正弦，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈调制波的半个周期内呈两边窄中间宽两边窄中间宽的一系的一系列等幅不等宽的列等幅不等宽的矩形波矩形波。（第一部分）（第一部分）图图6-18 PWM调制原理调制原理按照按照波形面积波形面积相等的原相等的原则，每一个矩形波的面则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序面积相等，因而这个序列的列的矩形波矩形波与期望的与期望的正正弦波弦波等效。这种调制方等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制法称作正弦波脉宽调制（Sinusoidal pulse width modulation，简，简称称SPWM），这种序）

5、，这种序列的矩形波称作列的矩形波称作SPWM波。波。（第一部分）（第一部分）2.SPWM控制方式控制方式（1）单极性）单极性PWM控制方式控制方式图6-5urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud如果在正弦如果在正弦调制波的调制波的半半个个周期内，周期内，三角载波只三角载波只在在正正或或负的负的一种极性范一种极性范围内变化，围内变化，所得到的所得到的SPWM波也波也只处于一个只处于一个极性的范围极性的范围内，叫做内，叫做单单极性极性控制方控制方式式。（第一部分）（第一部分）（2）双极性）双极性PWM控制方式控制方式图6-6urucuO tO tuouofuoUd-Ud如果在正弦如果在正弦调

6、制波调制波半半个个周期内，三周期内，三角载波在角载波在正正负负极性之间极性之间连续变化，连续变化，则则SPWM波波也是在正负也是在正负之间变化，之间变化，叫做叫做双极性双极性控制方式。控制方式。2.SPWM控制方式控制方式3.PWM控制电路控制电路模拟电子电路模拟电子电路 采用采用正弦波发生器正弦波发生器、三角波发生器三角波发生器和和比较比较器器来实现上述的来实现上述的SPWM控制；控制；数字控制电路数字控制电路硬件电路；硬件电路；软件实现。软件实现。（第一部分）（第一部分）（1）自然采样法原理）自然采样法原理自然采样法自然采样法只是把同样只是把同样的方法的方法数字化数字化，自然采样法的自然采

7、样法的运算比较运算比较复杂复杂（第一部分）（第一部分）（第一部分）（第一部分）（2）规则采样法）规则采样法 三角波两个正峰值之三角波两个正峰值之间为一个采样周期间为一个采样周期Tc;在三角波的负峰时刻在三角波的负峰时刻tD对正弦信号波采样得对正弦信号波采样得D点，过点，过 D作水平直线作水平直线和三角波分别交于和三角波分别交于A、B点，在点，在A点时刻点时刻 tA和和B点时刻点时刻 tB控制开关器控制开关器件的通断件的通断;4.PWM调制方法调制方法载波比载波比载波频率载波频率 fc与调制信号频率与调制信号频率 fr 之比之比N，既既 N=fc/fr 根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情根

8、据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，况，PWM调制方式分为调制方式分为异步调制异步调制和和同步调制同步调制。可在可在低频低频输出时采用输出时采用异步异步调制调制方式，方式，高频高频输出时切换到输出时切换到同步同步调制方式，这样把两者的调制方式，这样把两者的优点优点结合起来。结合起来。（第一部分）（第一部分）（第一部分）（第一部分）异步调制异步调制载波信号和调制信号载波信号和调制信号不同步不同步的的调制方式。调制方式。通常保持通常保持 fc 固定固定不变不变，当，当 fr 变化时，载波变化时，载波比比 N 是变化的；是变化的；在信号波的在信号波的半半周期内，周期内，PWM波的波的脉冲个数脉

9、冲个数不固定，不固定，相位相位也不固定，正负半周期的脉也不固定，正负半周期的脉冲冲不对称不对称，半周期内前后，半周期内前后1/4周期的脉冲也周期的脉冲也不对称；不对称；当当 fr 较低时，较低时，N 较大，一周期内脉冲较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小；较小；当当 fr 增高时，增高时，N 减小，一周期内的脉减小，一周期内的脉冲数减少，冲数减少，PWM 脉冲不对称的影响就脉冲不对称的影响就变大。变大。（第一部分）（第一部分）同步调制同步调制N 等于等于常数常数，并在变频时使，并在变频时使载波载波和和信号波信号波保持保持同步同步。基本同步调

10、制方式，基本同步调制方式，fr 变化时变化时N不变，不变，信号波信号波一一周期内输出脉冲数周期内输出脉冲数固定固定；三相电路中公用一个三相电路中公用一个三角波载波三角波载波，且取，且取 N 为为3的的整数倍，使整数倍，使三相三相输出输出对称对称；为使一相的为使一相的PWM波正负半周镜对波正负半周镜对称，称，N应取奇数；应取奇数；fr 很低时，很低时，fc 也很也很低，由调制带来的谐波不易滤除；低，由调制带来的谐波不易滤除；fr 很高时，很高时，fc 会过高，使开关器件会过高，使开关器件难以承受。难以承受。（第一部分）（第一部分）同步调制三相同步调制三相PWM波形波形 ucurUurVurWuu

11、UNuVNOtttt000uWN2Ud-2Ud5.PWM逆变器主电路及输出波形逆变器主电路及输出波形图图6-19 三相桥式三相桥式PWM逆变器主电路原理图逆变器主电路原理图调制电路V1V2V3V4VD1VD2VD3VD4ucV6VD6V5VD5VUWNNC+C+urUurVurW2Ud2UdVT1VT4VT3VT6VT5VT2（第一部分）（第一部分）图图6-20 三相桥式三相桥式PWM逆变器的双极性逆变器的双极性SPWM波形波形 uuUNOw tOOOOUd2-Ud2uVNuWNuUVuUNw tw tw tw tOw turUurVurWucUd23Ud2uUN、uVN、uWN 为为U，V，

12、W三相输出与电源中三相输出与电源中性点性点N之间的相电压矩形之间的相电压矩形波形波形uUN为三相输出与电机中点为三相输出与电机中点N之间之间的相电压的相电压p问题的提出问题的提出p空间矢量的定义空间矢量的定义p电压与磁链空间矢量的关系电压与磁链空间矢量的关系p六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场p电压空间矢量的线性组合与电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制控制 （第二部分）（第二部分）（第二部分）（第二部分）n 问题的提出问题的提出 经典的经典的SPWM控制主要控制主要着眼着眼于使变压变频器于使变压变频器的的输出电压输出电压尽量接近尽量接近正弦波正弦波

13、，并未顾及输出，并未顾及输出电流电流的波形。然而的波形。然而交流交流电动机需要输入三相正弦电流电动机需要输入三相正弦电流的最终的最终目的目的是在电动机空间形成是在电动机空间形成圆形旋转磁场圆形旋转磁场，从而产生从而产生恒定恒定的的电磁转矩电磁转矩。如果对准这一目标，把如果对准这一目标，把逆变器逆变器和和交流电动交流电动机机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，其效果应该更好。这种控制方法称作器的工作，其效果应该更好。这种控制方法称作“磁链跟踪控制磁链跟踪控制”，下面的讨论将表明，下面的讨论将表明，磁链的磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得

14、到的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得到的，所，所以又称以又称“电压空间矢量电压空间矢量PWMPWM（SVPWMSVPWM，Space Space Vector PWMVector PWM）控制）控制”。视频视频1 SVPWM调制电调制电机正反转机正反转（第二部分）（第二部分）1.空间矢量的定义空间矢量的定义 交流电动机绕组的交流电动机绕组的电电压压、电流电流、磁链磁链等物等物理量都是随理量都是随时间时间变化变化的，分析时常用的，分析时常用时间时间相量相量来表示，但如果来表示，但如果考虑到它们所在绕组考虑到它们所在绕组的空间位置，也可以的空间位置，也可以如图所示，定义为空如图所示，定义为空间矢

15、量间矢量uA0，uB0，uC0。图图6-25 电压空间矢量电压空间矢量 BACuA0uB0uC0由三相定子电压由三相定子电压空间矢量空间矢量相加相加合成的合成的空间矢空间矢量量 us 是一个是一个旋转的旋转的空间矢空间矢量量，它的幅值，它的幅值不变不变，是每相，是每相电压值的电压值的3/2倍。倍。us当电源频率当电源频率不变不变时，时，合成空间矢量合成空间矢量 us 以电源角频率以电源角频率 1 为电气角速度作为电气角速度作恒速旋转恒速旋转。当某。当某一相电压为最大一相电压为最大值时，合成电压值时，合成电压矢量矢量 us 就落在该就落在该相的相的轴线轴线上。上。与定子与定子电压电压空间空间矢量

16、相仿，可矢量相仿，可以定义定子以定义定子电电流和磁链流和磁链的空的空间矢量间矢量 Is 和和s。uA0uB0ACBuC0ususuB0uC0YXusuC0uB0uA0根据三相交流电压的表示：根据三相交流电压的表示：uA0=UA=Umsin(t+)uB0=UB=Umsin(t+-120o)uC0=UC=Umsin(t+120o)(为初相位，可以设为为初相位，可以设为90o)当当t=0，uA0=Um,uB0=uC0=-1/2Um,us与与A轴重合。轴重合。当当t=/2,uA0=0，uB0=3/2Um,uC0=-3/2Um,由矢量合成由矢量合成us与与x轴夹角轴夹角900。当当t=/,uA0=-Um

17、,uB0=uC0=1/2Um,由矢量由矢量合成合成us与与x轴夹角轴夹角1800。可以看出：可以看出：us以同样以同样的的逆时针转动逆时针转动（第二部分）（第二部分）2.电压与磁链空间矢量的关系电压与磁链空间矢量的关系 三相三相的电压平衡方程式相加，即得用合成空间的电压平衡方程式相加，即得用合成空间矢量表示的矢量表示的定子电压定子电压方程式为方程式为（6-40）式中 us 定子三相定子三相电压电压合成空间矢量；合成空间矢量；Is 定子三相定子三相电流电流合成空间矢量；合成空间矢量；s 定子三相定子三相磁链磁链合成空间矢量。合成空间矢量。当电动机转速当电动机转速不不是是很低很低时，定子时，定子电

18、阻电阻压压降在式降在式（6-40）中所占的中所占的成分很小成分很小，可，可忽略不计，则定子合成电压与合成磁链忽略不计，则定子合成电压与合成磁链空间矢量的空间矢量的近似关系近似关系为为（6-41）（6-42）或或（第二部分）（第二部分）磁链轨迹磁链轨迹 当电动机由三相当电动机由三相平衡正弦电压平衡正弦电压供电时，电动机供电时，电动机定子定子磁链幅值磁链幅值恒定，其空间矢量以恒定，其空间矢量以恒速旋转恒速旋转，磁，磁链矢量顶端的链矢量顶端的运动轨迹运动轨迹呈呈圆形圆形（一般简称为磁链（一般简称为磁链圆）。这样的定子磁链圆）。这样的定子磁链旋转矢量旋转矢量可用下式表示。可用下式表示。（6-43）其中

19、其中 m m是磁链是磁链s s的幅值，的幅值，1 1为其旋转角速度。为其旋转角速度。由式由式（6-41）和式和式（6-43）可得可得（6-41）（6-42）或或 磁场轨迹与电压空间矢量运动轨迹的关系磁场轨迹与电压空间矢量运动轨迹的关系图图6-26 旋转磁场与电压旋转磁场与电压空间矢量的运动轨迹空间矢量的运动轨迹当磁链幅值当磁链幅值一定一定时，时，其大小与（或供电其大小与（或供电电压频率）成电压频率）成正比正比，其其方向方向则与则与磁链矢磁链矢量正交量正交，即磁链圆，即磁链圆的的切线切线方向方向 如图所示，当如图所示，当磁链磁链矢量矢量在空间在空间旋转旋转一周时，一周时，电压矢量也连续地按电压矢

20、量也连续地按磁链圆的磁链圆的切线方向切线方向运运动动2 弧度，其弧度，其轨迹轨迹与与磁链圆磁链圆重合。重合。这样，电动机旋转这样，电动机旋转磁场的轨迹问题就可磁场的轨迹问题就可转化为转化为电压空间电压空间矢量矢量的的运动轨迹运动轨迹问题问题。1ssss us us us us（第二部分）（第二部分）3.3.六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场（1）电压空间矢量运动轨迹）电压空间矢量运动轨迹 在常规的在常规的 PWM 变压变频调速系统中，异步电变压变频调速系统中，异步电动机由动机由六拍阶梯波六拍阶梯波逆变器供电，这时的电压空间逆变器供电，这时的电压空间矢量

21、运动轨迹是矢量运动轨迹是怎样的呢怎样的呢？（第二部分）（第二部分）主电路原理图主电路原理图图图6-27 三相逆变器三相逆变器-异步电动机调速系统主电路原理图异步电动机调速系统主电路原理图 （a）开关模式分析）开关模式分析 设工作周期从设工作周期从100状态开始，这时状态开始，这时VT6、VT1、VT2导导通，其等效电路如通，其等效电路如图所示。各相对直图所示。各相对直流电源中点的流电源中点的电压电压都是幅值为都是幅值为 UAO=Ud/2 UBO=UCO=-Ud/2O+-iCUdiAiBidVT1VT6VT2（第二部分）（第二部分）（b）工作状态）工作状态100的合成电压空间矢量的合成电压空间矢

22、量由图可知，三相由图可知，三相的合成空间矢量的合成空间矢量为为 u1，其幅值等，其幅值等于于Ud，方向沿，方向沿A轴（即轴（即X轴）。轴）。u1uAO-uCO-uBOABC（第二部分）（第二部分）（c）工作状态）工作状态110的合成电压空间矢量的合成电压空间矢量 u1 存在的时间为存在的时间为/3，在这段时间以，在这段时间以后，工作状态转为后，工作状态转为110，和上面的分析，和上面的分析相似，合成空间矢相似，合成空间矢量变成图中的量变成图中的 u2，它在空间上滞后于它在空间上滞后于u1 的相位为的相位为 /3 弧弧度，存在的时间也度，存在的时间也是是 /3。u2uAO-uCOuBOABC（第

23、二部分）（第二部分）M3Ud/2Ud/2VT1VT3VT5VT4VT6VT2u7，u8u1u5u4u3u2u6/3AABCCB-uCO-uCOuAO-uBOuAOuBOu1u2Oo（第二部分）（第二部分）（2）定子磁链矢量端点的运动轨迹）定子磁链矢量端点的运动轨迹 图图6-29 六拍逆变器供电时电动机六拍逆变器供电时电动机电压空间矢量与磁链矢量的关系电压空间矢量与磁链矢量的关系 电压空间矢量与磁链矢量的关系电压空间矢量与磁链矢量的关系一个由一个由电压电压空间矢量空间矢量运动所形成的正六运动所形成的正六边形边形轨迹轨迹也可以看也可以看作是作是异步异步电动机定电动机定子磁链矢量端点的子磁链矢量端点

24、的运动轨迹运动轨迹。设在逆变器工作开始设在逆变器工作开始时定子磁链空间矢量为时定子磁链空间矢量为 1，在第一个，在第一个 /3 期间，期间，电动机上施加的电压空电动机上施加的电压空间矢量为间矢量为u1，如图，如图6-29所示。所示。（第二部分）（第二部分）也就是说，在也就是说，在 /3 所所对应的时间对应的时间 t 内，施加内，施加 u1的结果是使定子磁链的结果是使定子磁链 1 产生一个增量产生一个增量 ，其幅值与其幅值与|u1|成正比，成正比，方向与方向与u1一致，最后得一致，最后得到图到图6-29所示的新的磁所示的新的磁链，而链，而（6-46）（6-45）（第二部分）（第二部分）依此类推，

25、可以写成依此类推，可以写成 的通式的通式（6-47）（6-48）总之，在一个周期内，总之，在一个周期内，6个个磁链磁链空间矢量呈空间矢量呈放射放射状状，矢量的尾部都在，矢量的尾部都在O点，其点，其顶端的运动轨迹也就顶端的运动轨迹也就是是6个个电压空间矢量电压空间矢量所围成的所围成的正六边形正六边形。（第二部分）（第二部分）n 磁链矢量增量与电压矢量、时间增量的关系磁链矢量增量与电压矢量、时间增量的关系 如果如果 u1 的作用时间的作用时间 t 小于小于 /3，则，则 i 的幅值也按比例地的幅值也按比例地减减小小，如图，如图 6-30 中的矢中的矢量量。可见，在任何时。可见，在任何时刻，所产生的

26、刻，所产生的磁链增磁链增量量的方向决定于所施的方向决定于所施加的加的电压电压，其幅值则，其幅值则正比于施加电压的正比于施加电压的时时间间。图图6-30 磁链矢量增量与电压磁链矢量增量与电压矢量、时间增量的关系矢量、时间增量的关系（第二部分）（第二部分）4.电压空间矢量的线性组合与电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制控制 p如果交流电动机如果交流电动机仅由仅由常规的常规的六拍六拍阶梯波逆变器阶梯波逆变器供电，磁链轨迹便是供电，磁链轨迹便是六边形六边形的的旋转磁场旋转磁场，这显，这显然不象在正弦波供电时所产生的圆形旋转磁场然不象在正弦波供电时所产生的圆形旋转磁场那样能使电动机获得那样能使电动机获

27、得匀速匀速运行。运行。p如果想获得如果想获得更多边形更多边形或逼近圆形的或逼近圆形的旋转磁场旋转磁场，就必须在每一个期间内出现就必须在每一个期间内出现多个多个工作状态，以工作状态，以形成更多的形成更多的相位相位不同的电压空间矢量。为此，不同的电压空间矢量。为此，必须对逆变器的必须对逆变器的控制模式控制模式进行改造。进行改造。思考：怎样思考：怎样才能才能逼近逼近圆圆形磁场呢？形磁场呢？（第二部分）（第二部分）（第二部分）（第二部分）圆形旋转磁场逼近方法圆形旋转磁场逼近方法 科技工作者已经提出过多种实现方法，例如科技工作者已经提出过多种实现方法，例如线线性性组合法，组合法，三段三段逼近法，逼近法，

28、比较比较判断法等判断法等31，这，这里只介绍里只介绍线性组合法线性组合法。怎样控制怎样控制PWM的的开关时间开关时间才能逼才能逼近圆形旋转磁场近圆形旋转磁场？基本思路基本思路图图6-31 逼近圆形时的磁链增量轨迹逼近圆形时的磁链增量轨迹（第二部分）（第二部分）如果要逼近圆形，可以增如果要逼近圆形，可以增加切换次数，设想磁链增加切换次数，设想磁链增量由图中的量由图中的 11，12，13，14 这这4段组段组成。成。这时，每段施加的电压空这时，每段施加的电压空间矢量的相位都不一样，间矢量的相位都不一样，可以用基本电压矢量可以用基本电压矢量线性线性组合组合的方法获得的方法获得 线性组合的方法线性组合

29、的方法图图6-32 电压空间矢量的线性组合电压空间矢量的线性组合 设在一段换相周设在一段换相周期时间期时间T T0 0 中，可以中，可以用两个矢量之和表用两个矢量之和表示由两个矢量线性示由两个矢量线性组合后的电压矢量组合后的电压矢量u us s ，新矢量的相位为，新矢量的相位为 。（6-49）（1）线性组合公式）线性组合公式图图6-32表示由电压空间表示由电压空间矢矢量和量和的线性的线性 组合构成组合构成新新的的电压矢量。电压矢量。（2）相电压合成公式）相电压合成公式 根据式根据式（6-39）用用相电压相电压表示合成电压表示合成电压空间矢量的定义，把相电压的时间函数和空间矢量的定义，把相电压的

30、时间函数和空间相位分开写，得空间相位分开写，得（6-50）式中式中 =120。（第二部分）（第二部分）（3）线电压线电压合成公式合成公式若改用线电压表示，可得若改用线电压表示，可得（6-50）n几种表示法的比较：由图几种表示法的比较：由图6-27可见，当可见，当各功率开关处于不同状态时，线电压可各功率开关处于不同状态时，线电压可取值为取值为Ud、0 或或 Ud，比用相电压表示时，比用相电压表示时要明确一些。要明确一些。（第二部分）（第二部分）作用时间的确定作用时间的确定这样，根据各个开关状态的这样，根据各个开关状态的线电压线电压表达式可以推出表达式可以推出（6-52）（6-49）比较式比较式（

31、6-52）和式和式（6-49），），令实数项和虚令实数项和虚数项分别相等，则数项分别相等，则（第二部分）（第二部分）根据根据 解解 t1和和 t2，得，得（6-53）（6-54）T0 如何确定？如何确定？（第二部分）（第二部分）零矢量的使用零矢量的使用 换相周期换相周期 T0 应由旋转磁场所需的频率决应由旋转磁场所需的频率决定，定，T0 与与 t1+t2 未必相等，其间隙时间可未必相等，其间隙时间可用零矢量用零矢量 u7 或或 u8 来填补。为了减少功率器来填补。为了减少功率器件的开关次数，一般使件的开关次数，一般使 u7 和和 u8 各占一半时各占一半时间，因此间，因此（6-55）0（第二部

32、分）（第二部分）电压空间矢量的扇区划分电压空间矢量的扇区划分 为了讨论方便起见，可把逆为了讨论方便起见，可把逆变器的一个工作周期用变器的一个工作周期用6个电压个电压空间矢量划分成空间矢量划分成6个区域，称为个区域，称为扇区（扇区（Sector），如图所示的），如图所示的、，每个扇区对应的，每个扇区对应的时间均为时间均为/3。由于逆变器在由于逆变器在各扇区各扇区的工作状的工作状态都是态都是对称的对称的，分析一，分析一个扇区个扇区的方法可以推广到的方法可以推广到其他其他扇区。扇区。图图6-33 电压空间矢量的放射形式和电压空间矢量的放射形式和6个扇区个扇区（第二部分）（第二部分）在常规六拍逆变器中

33、一个扇区仅包含在常规六拍逆变器中一个扇区仅包含两个两个开关工开关工作状态。作状态。实现实现SVPWM控制就是要把每一扇区再分成若干控制就是要把每一扇区再分成若干个对应于时间个对应于时间 T0 的小区间。按照上述方法插入的小区间。按照上述方法插入若干个线性组合的新电压空间矢量若干个线性组合的新电压空间矢量 us，以获得优，以获得优于正六边形的于正六边形的多边形多边形（逼近圆形）旋转磁场。（逼近圆形）旋转磁场。（第二部分）（第二部分）开关状态顺序原则开关状态顺序原则 在实际系统中，应该尽量在实际系统中，应该尽量减少减少开关状态变化时引开关状态变化时引起的起的开关损耗开关损耗，因此不同开关状态的顺序

34、必须遵，因此不同开关状态的顺序必须遵守下述原则：守下述原则：每次每次切换切换开关状态时，只切换开关状态时，只切换一个一个功率开关器件，以满足功率开关器件，以满足最小最小开关损耗。开关损耗。（第二部分）（第二部分）小小 结结归纳起来，归纳起来，SVPWM 控制模控制模 式有以下特式有以下特 点点 ：1)逆变器的一个工作周期分成逆变器的一个工作周期分成6个扇区，每个扇区个扇区，每个扇区相当于常规相当于常规六拍六拍逆变器的一拍。为了使电动机逆变器的一拍。为了使电动机旋转磁场逼近圆形，每个扇区再分成旋转磁场逼近圆形，每个扇区再分成若干若干个小个小区间区间 T0，T0 越短越短，旋转磁场，旋转磁场越接近

35、越接近圆形，但圆形，但 T0 的缩短受到功率开关器件允许开关频率的的缩短受到功率开关器件允许开关频率的制制约约。2)在每个小区间内虽有在每个小区间内虽有多次多次开关状态的切换，但开关状态的切换，但每每次切换次切换都只涉及都只涉及一个一个功率开关器件，因而开关功率开关器件，因而开关损耗较小。损耗较小。3)每个小区间均以每个小区间均以零电压零电压矢量矢量开始开始，又以，又以零矢量结零矢量结束束。4)利用利用电压空间矢量电压空间矢量直接生成直接生成三相三相PWM波波，计算，计算简便。简便。5)采用采用SVPWM控制时，逆变器输出线电压基波最控制时，逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，这比一般的大值为直流侧电压，这比一般的SPWM逆变器输逆变器输出电压提高了出电压提高了15%。作业作业习题：习题：p.217：6-7要求：要求：1.按时交作业，过期不改；按时交作业，过期不改；2.书写认真，文字整齐，抄题目；书写认真，文字整齐，抄题目；3.数据精确到小数点后两位；数据精确到小数点后两位；4.不会做可以空着，不需要抄袭；不会做可以空着，不需要抄袭；5.可以几人讨论后一起答题，作业本上注可以几人讨论后一起答题，作业本上注明。明。