外文翻譯--基于DSP的簡(jiǎn)單超快速的空間矢量PWM算法及運(yùn)用 中文版.docVIP

基于DSP的簡(jiǎn)單超快速的空間矢量PWM算法及運(yùn)用尼科勞佩雷拉菲略,若昂奧諾弗雷,博爾赫斯達(dá)席爾瓦,比馬爾玻色摘要:本文提出了一種用于二維美式電壓反饋逆變器的空間矢量調(diào)制的簡(jiǎn)單算法。這種算法在理論上比目前已提出的任何一種算法都更快和更靈活。這種算法的另一種優(yōu)勢(shì)是它是一種在欠調(diào)制和過調(diào)制區(qū)域中運(yùn)算矩形波幾乎沒有另外的算法損耗的簡(jiǎn)單算法。這種簡(jiǎn)化算法是通過命令改變電壓矢量從而找出角與振幅之間的最佳解，推論怎樣從欠調(diào)制轉(zhuǎn)變?yōu)檫^調(diào)制區(qū)域的策略，通過減少方程的數(shù)量預(yù)測(cè)切換次數(shù)，簡(jiǎn)化領(lǐng)域確認(rèn)策略。總之，這種算法可應(yīng)用于只基于數(shù)學(xué)運(yùn)算（加法，減法和乘法），布爾值邏輯運(yùn)算，和一種小尺寸的查找表。這種簡(jiǎn)化算法可以在不損耗任何優(yōu)秀傳統(tǒng)SVM算法的特征下提高SVM算法的頻率次數(shù)。以某一電壓控制的TMS320F240類型的DSP感應(yīng)以20kHz運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)的切換頻率為條件，Matlab/Simulink仿真軟件的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都指出它在系統(tǒng)中有廣泛的前景。一.簡(jiǎn)介直流到變頻交流電源轉(zhuǎn)換是現(xiàn)代交流調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。在這些應(yīng)用中，PWM（脈寬調(diào)制）和VFI是運(yùn)用的最廣泛的。固定開關(guān)頻率和相應(yīng)的明確界定的諧波含量，使載波PWM控制算法很受歡迎。在載波PWM控制算法中，SVPWM（空間矢量脈寬調(diào)制）是最好的，因?yàn)槠渥吭降闹C波質(zhì)量和拓展線性范圍的運(yùn)算1,2。與其它載波PWM控制算法不同，它可以單獨(dú)調(diào)節(jié)三相電壓的任何一個(gè)，SVPWM通過命令將電壓矢量作為一個(gè)整體來調(diào)節(jié)?；旧?，這種算法的目標(biāo)是使電壓矢量的平均輸出等于設(shè)定的參考向量。由于其策略性質(zhì)，SVPWM需要非常復(fù)雜的在線計(jì)算，并且通常限制了其高達(dá)幾千赫茲的切換頻率的運(yùn)算.當(dāng)在欠調(diào)制和過調(diào)制區(qū)域中運(yùn)算時(shí)，困難的增加是必然的。在這種請(qǐng)況下，不同的地區(qū)就需要不同的算法。為每個(gè)區(qū)域制定的策略是3，過調(diào)制區(qū)域進(jìn)一步細(xì)分為兩個(gè)區(qū)域，并因此增加了兩種額外的算法（總共是3種算法）可用于涵蓋欠調(diào)制和過調(diào)制區(qū)域。兩種簡(jiǎn)化策略為過調(diào)制被提出在4和5.兩種方法在過調(diào)制區(qū)域中都是使用一種算法。然而，為了簡(jiǎn)化策略，就需要犧牲一點(diǎn)這個(gè)區(qū)域的諧波質(zhì)量。如果欠調(diào)制和過調(diào)制范圍都需要的話，那在過調(diào)制范圍內(nèi)，則不管任何提到的簡(jiǎn)化。為了實(shí)現(xiàn)SVPWM至少需要兩種算法：一種用于欠調(diào)制范圍，另一種用于過調(diào)制范圍。最近，出現(xiàn)了另一種接近SVPWM簡(jiǎn)化算法的算法，提出一種飽和功能，用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去統(tǒng)一欠調(diào)制和過調(diào)制區(qū)域中的算法。這片文章提出一種用于電壓反饋逆變器的調(diào)節(jié)空間矢量的簡(jiǎn)化算法。這種算法在理論上比目前已提出的任何一種算法都更快和更靈活。這種算法的另一種優(yōu)勢(shì)是它是一種在欠調(diào)制和過調(diào)制區(qū)域中運(yùn)算矩形波幾乎沒有另外的算法損耗的簡(jiǎn)單算法。這種簡(jiǎn)化算法可以在不損耗任何優(yōu)秀傳統(tǒng)SVM算法的特征下提高SVM算法的頻率次數(shù)。二.調(diào)制空間矢量圖1(a)所示為一個(gè)三相二維電壓反饋逆變器，圖1(b)所示為其8個(gè)開關(guān)狀態(tài)，其中6個(gè)1V(000)-6V(101)是來自六邊形的活躍狀態(tài)矢量，另外2個(gè)0V(000)和7V(111)是指向原點(diǎn)的零狀態(tài)向量。指定電壓向量*V如圖所示表在扇形1中.欠調(diào)制和過調(diào)制的運(yùn)算由調(diào)制指數(shù)m決定。即輸入的大小或電壓矢量參考值與基本矩形波電壓峰值之間的比。調(diào)制指數(shù)m的值在0至1之間。在欠調(diào)制區(qū)域(0m0.907)，如圖2(a)所示，參考電壓*V依然在扇形內(nèi)。過調(diào)制區(qū)域則分為兩種模式：第1種(0.907m0.952)和第2種(0.952m1.0).圖2(b)所示為適用與過調(diào)制區(qū)域的模式1的一個(gè)參考矢量，其最低和最高軌跡限制只使用與這一區(qū)域。圖2(c)所示為過調(diào)制區(qū)域模式2及其軌跡限制。在欠調(diào)制區(qū)域中逆變器開關(guān)狀態(tài)的有效時(shí)間有以下方程給出：對(duì)于過調(diào)制的兩種模式而言，方程(1)都適用。然而，必須通過振幅和/或角度修改來補(bǔ)償基本電壓輸出損耗。在過調(diào)制的模式1中，振幅值在*V至mV之間。在模式2中，振幅值也在改變，其角度值在*a至*ma之間。圖3所示為常規(guī)SVPWM算法的流程圖，dV和qV分別為*V的實(shí)部和虛部，是*V與Re軸之間的角距,，a是扇形角，如圖1(b)。由圖可知，這種算法的計(jì)算步驟為：（1）扇形鑒定；(2)計(jì)算和*a；(3)計(jì)算調(diào)制指數(shù)m；(4)計(jì)算時(shí)間間隔at，bt和0t；(5)依靠地域位置來計(jì)算相開關(guān)導(dǎo)通次數(shù)ONAT，ONBT和ONCT(見方程式(2)。例如，ONAT=1意味著開關(guān)1S是開的，否則4S是開的。注意在圖3中，有3種不同的算法來計(jì)算at，bt和0t目的在于涵蓋整個(gè)運(yùn)算范圍，例如，欠調(diào)制和過調(diào)制的兩種模式。這種算法非常復(fù)雜和耗時(shí)，因?yàn)?1)用方程計(jì)算有效時(shí)間需要依靠運(yùn)算地區(qū)，(2)相轉(zhuǎn)換次數(shù)的計(jì)算要用到有效時(shí)間，(3)用來確定扇形的參考矢量線的方法非常復(fù)雜。三.簡(jiǎn)化超速SVM算法簡(jiǎn)化算法在這項(xiàng)工作中被提出是基于其接近在6中，6中的主要觀點(diǎn)為：(1)直接計(jì)算相開啟和關(guān)閉次數(shù)，而不是計(jì)算有效時(shí)間（at，bt和0t），和確認(rèn)扇形從而激活它們。(2)在計(jì)算開啟和關(guān)閉次數(shù)時(shí)，通過改變電壓矢量來探索角度和振幅之間的解耦。(3)推斷怎樣從欠調(diào)