間接矩陣變換器的調(diào)制策略

1、間接矩陣變換器的調(diào)制策略indirect matrix converter modulation strategy摘要間接矩陣變換器作為一種新型拓撲結(jié)構(gòu)的變換器，具有高質(zhì)量的輸入電流波形、輸出電 壓波形和鬲功率因數(shù)等特點。因此，它不僅對電網(wǎng)諧波污染小，而且述適用于驅(qū)動界步電機, 實現(xiàn)高性能調(diào)速。木文在搭建基于igbt的間接矩陣變換器樣機基礎(chǔ)，結(jié)合仿真對其控制 策略進行了研究。本文重點分析了間接矩陣變換器的控制策略。目前主要采用的是兩段式 pwm策略和空間欠量調(diào)制(space vector modulation svm)策略。建立了間接矩陣變換器驅(qū) 動異步電動機的mat 1 ab模型，使用兩種一

2、調(diào)制策略分別進行了仿真。并h對仿真結(jié)果進行 了分析，包扌舌輸入輸出電流的諧波、輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速等。從輸入輸出電流諧波含量上看，間 接矩陣變換器對驅(qū)動異步電機的控制效果良好，較傳統(tǒng)變換器優(yōu)越性明顯。關(guān)鍵詞:間接矩陣變換器空間欠量調(diào)制換流調(diào)制策略indirect matrix converter modulation strategyabstractindirect matrix converter as a new converter topology with a high quality input current waveform, output voltage waveform and a

3、 high power factor and other characteristics therefore, it is not only the harmonic little pollution, but also to drive induction motors, high-performance speed. in this paper, build a prototype based on the basis of indirect matrix converter 1gbt _ combining simulation study of its control strategy

4、. this paper focuses on the control strategy of indirect matrix converte匚 the main strategy is used in two-stage pwm and space vector modulation (space vector modulation svm) strategy. an indirect matrix converter driven asynchronous motor matlab model, a modulation using two strategies were simulat

5、ed. and the simulation results are analyzed, including input and output current harmonics, output torque and speed. judging from the input and output current harmonic content, indirect matrix converter to drive induction motors good control effect than the traditional inverter obvious advantageskey

6、words: indirect matrix converter space vector modulation modulation strategy1. 1研究背景近年來，國民?；钏讲粩嗵岣?，迅猛增長的耗電量使能源和環(huán)境問題變得尤為突出， 而電力變換裝置在很多的電機拖動領(lǐng)域能夠達到很好的節(jié)能效果。據(jù)國家有關(guān)部門的統(tǒng)計表 明，我國發(fā)電量有60%或者7()%用于電機拖動，其中人部分為肓接拖動的交流電機，如風 機、泵類負載，若全部采用變頻技術(shù)，能夠節(jié)約很多電能。另外，隨著電力電子技術(shù)的飛速 發(fā)展，高性能的交流電機調(diào)速不斷進步，在電力傳動領(lǐng)域占據(jù)著越來越重耍的地位，在能源、 交通、紡織、化工等國

7、民經(jīng)濟中得到了廣泛的應川。交流電力變換裝置是交流調(diào)速系統(tǒng)的核 心，交流調(diào)速的不斷發(fā)展離不開交流電力變換裝宜的進步，因此交流電力變換裝置的發(fā)展越 來越占據(jù)著不可或缺的地位。20世紀8()年代各種功率器件(如igbt. power-mosfet等全 控器件)的研制成功，為電力變換裝置的發(fā)展提供了新的沃土。交流電力變換裝置的發(fā)展帶 動國民經(jīng)濟向著更好更快的發(fā)展，是實現(xiàn)低碳生活的必經(jīng)z路。1 2本研究的目的與意義自上世紀70年代，隨著電力電了技術(shù)迅猛的發(fā)展，高性能電機交流調(diào)速取得到了長足 的進步，并在電力傳動領(lǐng)域屮占據(jù)了非常重要的地位。其在能源、紡織、交通、機械、化工 等經(jīng)濟的各個方面得到了廣泛的應用

8、。交流電力變換器作為交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心其采用 電力電子器件按照一定的拓撲組成。其所構(gòu)成的交流一交流電力變換裝置己經(jīng)成為當今眾多 工業(yè)設(shè)備和家用電器屮不可或缺的纟r成部分。尤其在20實際8()年代,igbt, power-mosfet 等新型電力電子器件的研制成功，為交流電力變換器的迅速發(fā)展提供了基礎(chǔ)。1.3矩陣變換器的缺點及發(fā)展瓶頸(2)2間接矩陣變換器控制策略研究2.1間接矩陣變換器控制策略概述早在1983年j.rodriguez提出了一種基于“虛擬直流環(huán)節(jié)”概念的矩陣變換器控制策略, 這種方法把對矩陣變換器的控制分為“虛擬整流器”和“虛擬逆變器”的獨立控制，也被稱 為“間接傳遞兩數(shù)”方

9、法。在這之后，m.b和j.rodriguez分別在1983年和1985年提出了 將空間矢量脈寬調(diào)制應用于矩陣變換器的控制方法。由于有了整流級和逆變級分別調(diào)試的成 熟理論和實踐，klumpncr c, blaabjrcg f等在2003年提出了間接矩陣變換器的拓撲結(jié)構(gòu)。在 間接矩陣變換器出現(xiàn)麻，空間矢最脈寬調(diào)制很快得到了應用，而旦從這以后派生出了很多改 進的空間矢量脈寬調(diào)制方法及與其他控制方法相結(jié)合控制方法。如:casadei, d., serra, g., tani, a.和zarri, l捉出了通過最優(yōu)化地使川零矢量使輸出電流諧波最小的控制方法;bingsen wang和venkataram

10、anan g提岀的提高電壓傳輸比的六邊形過調(diào)制策略；d. casadei, g. serra, a. tani和l. zarri在2006年提出了通過最優(yōu)的空間欠量脈寬調(diào)制來減小輸出電流紋波冇效 值的方法。在國內(nèi)，矩陣變換器的起步較晚，但是隨著間接炬陣變換器的提出，炬陣變換器的發(fā)展 有了很多成果。簡要列舉如下:d.f.chen和k.c.yao的虛擬直流電壓的動態(tài)調(diào)制策略;在空間 矢量脈寬調(diào)制基礎(chǔ)上，華屮科技大學的hua lin和海軍工程大學的bi he和xiaofeng zhang 在2（x）6年提出了整流級采用輸入電流空、司矢量控制，逆變級采用有零矢量的滯環(huán)比較控 制方法，這兩者方法結(jié)合使用

11、優(yōu)點在于:共模電壓的峰值減小了 33.3%,冇效值減小了 50%, 同時，其開關(guān)損耗與以往電流控制的矩陣變換器也有所降低20;湘潭人學的鄧文浪，朱建 林和中南大學的楊欣榮等，在2005年提出了無功功率可控的間接矩陣變換器空間欠量脈寬 調(diào)制策略，通過控制無功功率，不僅對電網(wǎng)污染小，i仏幾述能起到一定的無功補償作用，很 適用于風力發(fā)電和柔性交流輸電，在2006年他們還提岀了基于雙序dq坐標系的不平衡負載 情況下間接矩陣變換器閉環(huán)控制方法，在2007年提出了在dq處標系（同步旋轉(zhuǎn)處標系）下的 間接矩陣變換器輸出電壓的閉環(huán)控制方法。從國內(nèi)外近幾年突飛猛進的發(fā)展可以看出，間接矩陣變換器與傳統(tǒng)矩陣變換器相

12、比，擁 有更大的優(yōu)勢和更好的發(fā)展前景。從理論上講，這也是合情合理的，由于電力電子器件的限 制，沒有現(xiàn)成的雙向開關(guān)可以使用，就需要用兩個單向開關(guān)組合而實現(xiàn)雙向?qū)ê完P(guān)斷的功 能，乂由于矩陣變換器直接進行能屋傳遞的特點，任何決導通和關(guān)斷都會直接影響到它的輸 入輸出性能，就需耍確保萬無一失的四步換流，但是四步換流會有很長的延遲時間否則很容 易發(fā)生換流錯誤，會影響它的輸入輸出性能。綜上，要實現(xiàn)矩陣變換器的商品化，我們應該 以間接矩陣變換器的研究為主要的突破口，并且優(yōu)先研究和改進其控制策略。下面分別介紹兒種常見的調(diào)制策略：（4）2.1.1電壓控制法電壓控制法是基于逆變器輸出電壓（通常按照對稱正弦電壓的要

13、求，但也可以是直流 波形或其他波形例如矩形波等）作為控制的h標。但是根據(jù)直流鏈路的控制方法根據(jù)有無中 間肓流環(huán)節(jié)來判斷又分為間接控制法和肓接控制法。間接控制法通過合成體dc鏈路輸出電 壓虛擬間接控制方法，而直接控制法則從輸入電壓控制發(fā)直接合成輸出直流電壓。（一）、間接電壓控制法間接控制法主耍指間接矢量控制調(diào)制（svm）,其實有時被稱z為矢量調(diào)制。其基本 原理是：在轉(zhuǎn)換器作為整流器，并通過一系列的中間環(huán)節(jié)和一個虛擬逆變器dc鏈路，如圖十一s2矩降變換he擬分解示2所不,然后輸入整流器和逆變器輸出電壓空間矢量，分別和電流進行空間矢量調(diào)制（即 svpwm）,然后消除中間直流環(huán)節(jié)，你會得到整個空間矢量

14、調(diào)制逆變器。按照物理意義來 明確的這種方法，通俗易懂，而且有專門的集成芯片svpwm商業(yè)產(chǎn)品；且逆變器輸出電 壓可以直接得到理論最大值的0.866；更重要的是，對于采用電機矢量控制速度的應川，電 機速度控制系統(tǒng)能和矢量控制變頻器合成一體。矢最控制法的缺點是其差的免疫即抗干擾能力，通常變換器輸入電壓被假定為標準對稱的対稱三和正弦波，但實際上存在總功率的輸入電壓的偏差。在這個情況下 不僅在輸入電壓空間向量的人小會改變，而且位證可以被移動，從而產(chǎn)生輸出電壓和輸入電 流的示果出現(xiàn)難以濾掉的低次諧波。通常的解決方案有一個負序分竝噴射和改變系數(shù)。但這 需額外的計算能力和軟件的復雜性，以及電壓傳輸速率的下降

15、。（二）直接電壓控制法直接控制法是相對于間接控制法，所以相對于載體對照。有時也稱他為標量控制方法。由圖3 可知，每個轉(zhuǎn)換器的輸岀電 壓可以通過3個相電壓（或者我們應該說的線電壓）合成。根據(jù)使丿ij輸入電壓和數(shù)字0的開 關(guān)狀態(tài)的可用性的合成過程中，可以有多種控制方法。任意一個行炬陣轉(zhuǎn)換器輸出線電壓總是比在特定的輸入線電壓的平均值,在任何給定的 較小時間貝-有最大平均電壓，是該行電壓可用于單獨合成線電壓。相應的開關(guān)占空比通過切換所需的輸出電壓與輸入電壓比用于簡單和直觀的計算。o但是由于輸出段了不是公開的，必須在插入每個開關(guān)周期屮一個零電壓時段。該控制方法 很簡單，在一個開關(guān)周期期間換向時間僅為4次

16、，開關(guān)損耗也是所冇方法最小的。但他冇一 個明顯的缺陷，即非正弦輸入電流，而且由于只使用一個線電壓，就必須有一個任意的開關(guān) 周期中，輸入電流是零，三相電流輸入不平衡。這對電網(wǎng)的諧波產(chǎn)生干擾。2.1.2電流控制法電流控制的逆變器輸出電流作為控制目標。對于對稱正弦電流的一般要求，所以變頻辭 的輸出電流能夠跟蹤給定電流成正弦變換。有兩種基本實現(xiàn)方法：帶環(huán)控制的方法和預測電 流控制方法。2.2間接矩陣變換器兩種調(diào)制策略實驗研究方案3間接矩陣變換器實驗平臺3.1間接矢矩陣變換器實驗平臺整體介紹3. 2間接矩陣變換器的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理拓撲結(jié)構(gòu)包括以下幾個部分：主電路、保護電路、濾波電路等。（）矩陣轉(zhuǎn)換器是

17、一種直接交流交流轉(zhuǎn)換器，他就可以實現(xiàn)雙向的能量轉(zhuǎn)移。因此轉(zhuǎn)換器的開 關(guān)器件在關(guān)斷狀態(tài)耐受電壓可以是止的也町以是相反，也町以在開放的狀態(tài)下，電流流動是 可能有正或負的，他必須是雙向開關(guān)。所謂雙向開關(guān)裝置被導通時，電流可流過雙向，雙向 可阻斷停機電壓，并具冇該裝置的自關(guān)斷能力，如一個雙向開關(guān)也被稱作四象限開關(guān)。然而, 在制造過程中的限制，成本等因素，它還不是一個成熟的雙向開關(guān)，所以只能單向開關(guān)和二 極管復雜的辦法來實現(xiàn)一個雙向開關(guān)。這也是一個原因即矩陣變換器雖然已經(jīng)問世之一，但 至今未能推廣使用矩陣。3.2.1電路拓撲（2）作為能量轉(zhuǎn)移單元，在理論上，拓撲矩陣轉(zhuǎn)換器從輸入的n相到逆變器輸出的m相。

18、 在實施中，網(wǎng)絡(luò)是一個三相的，電動機負載也是三相的，即n二m=3,因此，在這里矩陣變 換器的拓撲結(jié)構(gòu)的研究是一個三相輸入到三相輸岀為例的。以上圖標為兩種常見的矩陣愆陣轉(zhuǎn)換器模式的圖標，雖然表示是不同，但從拓撲這兩個方面 而言是完全相同的。在圖s）屮，每一個輸出相被肓接的分別表述與每一個輸入和相連接, 輸出項被連接到另外的輸入項，從輸入側(cè)的分析“取電” spwm方法，這種結(jié)構(gòu)更方便的。 在圖（b）屮，表達是真正的矩陣轉(zhuǎn)換器組件內(nèi)以矩陣的形式表示，每一個與相應原件的雙 向開關(guān)與3x3矩陣中的分別對應，并且“1”表示導通，“0“是截止。在分析svpwm控制 模式，這種圖標可以使分析變得更容易。3.2

19、.2雙向開關(guān)的基本形式矩陣變換器由能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向傳輸?shù)木艂€雙向開關(guān)構(gòu)成。因此轉(zhuǎn)換器的開關(guān)器件在關(guān)斷 狀態(tài)耐受電壓可以是正向也可以是反的。在目詢的研究中，常用的有離散igbt功率電子器 件來實現(xiàn)雙向開關(guān)矩陣轉(zhuǎn)換器，以下是不同開關(guān)的以下電路結(jié)構(gòu)。a.二極管橋式b.共發(fā)射集圖a是雙向開關(guān)二極管橋，又被稱z為嵌入型二極管，它由一個位于中央的igbt和一個二 極管橋構(gòu)成的方式。他的主要優(yōu)點是電流都流過同一個開關(guān)管的兩個不同方向，因此，只需 有一個柵極驅(qū)動器；但是因為有三個器件在每個導通的路上，使得該裝置損耗是比較簡的， 并.fl流過開關(guān)裝置的電流的方向是不可控的，以及許多先進的方法盂要反轉(zhuǎn)流過開關(guān)裝

20、置控 制的方向，所以這是二極管電橋的雙向開關(guān)的一個主要缺點，它的另外一個缺點是循環(huán)換流 中的環(huán)流為此形成，大容量的電抗器必須在線路中降低循環(huán)，從而增加了損耗，也增加了一 些大容量的緩沖關(guān)斷電路。圖b為共發(fā)射極雙向開關(guān)，他提出由兩種igbt的反串聯(lián)二極管串聯(lián)而成，反串聯(lián)二極管的 存在使雙向開關(guān)提供反向的雙向開關(guān)阻斷能力，雙向開關(guān)與二極管電橋的雙向開關(guān)比較而 言，貝有如下優(yōu)點：能夠獨立的控制電流的方向，同時，任何時刻都只有兩個設(shè)備接通，從 而減小傳到損耗。他的缺點是需要單獨地提供分離的柵極驅(qū)動電源。圖c是雙向開關(guān)的共集電極結(jié)構(gòu)，導通損耗和雙向開關(guān)共發(fā)射極相同。其優(yōu)點是，雙向開關(guān) 的柵極驅(qū)動信號的結(jié)

21、構(gòu)隔離電源只耍6個。然而由丁淇他原因，如在電路中的雜散電感的做 法，使得授低限度6個隔離電源是不可行的。因此，矩陣變換器中的雙向開關(guān)單元一般使川 共發(fā)射極結(jié)構(gòu)。圖d為并聯(lián)型，這種類型需要和獨立的部件并聯(lián)連接，具冇可靠性高、低損失等特點。圖e為混合式的雙向開關(guān)，它包括一個橋式整流器、兩個電源開關(guān)、小電感器、電容器和兩 個快恢復二極管。這種結(jié)構(gòu)依賴于諧振電路的電容器和電感器的電流開關(guān)，保證了零增長時 的開口，關(guān)斷電壓在關(guān)機時接近于零，有可能在切換期間實現(xiàn)約為零的損失。但是這一理論 的零電壓電流開關(guān)組合涉及更為復朵的，電感和工作頻率的選擇與交換機的電容、所述開關(guān) 電壓、電流相關(guān)的，不能在電壓、電流接

22、通、頻率和負載較大情況的下使用。3. 3間接矩陣變換器整流級驅(qū)動保護電路(2)由于瞬態(tài)過電壓電網(wǎng)電壓尖峰或控制木身所產(chǎn)生的不當或矩陣變換器木身的結(jié)構(gòu)伴有的 瞬態(tài)過電壓、浪涌電流、輸入短路、開路輸入等的存在下，將保護電路用于矩陣轉(zhuǎn)換器具有 非常重要的作用。常見的保護電路有以下幾種：輸入rc濾波器，用以去除電網(wǎng)電壓尖峰; 輸入電抗器，用來抑制控制不佳的瞬時短路；等過電流、過壓保護。和傳統(tǒng)的交直交轉(zhuǎn)換 器并沒有太大的區(qū)別，這里就不再闡述。由于不充分的控制方法，該矩陣轉(zhuǎn)換器很容易產(chǎn)生輸出開狀態(tài)。在電感性負載下，如電動機, 突然短路將產(chǎn)生一個高輸出電壓尖峰，矩陣轉(zhuǎn)換器通常用于平行于整流橋抑制這種情況。如

23、 f圖所示:在圖中，橋式整流橋二極管應該是快速恢復二極管，esr的電容器c應該盡可能的小。從 圖中，當電動機負載rh于瞬時開路電壓高端，通過整流器電橋和電容器c,可以使電機端電 壓是電容器兩端的電壓。后的打開狀態(tài)和在瞬間結(jié)束轉(zhuǎn)入正常導電狀態(tài)時，整流橋被關(guān)斷, 電容器c放電通過電阻r,從而避免了在電容器持續(xù)上升的電壓，電容器可以嵌入并起到 了一定的作用。3. 4間接矩陣變換器換流控制電路雙向開關(guān)轉(zhuǎn)換器不能在一個步驟內(nèi)完成，你必須使用一個多步驟的方式達到安全換流，目前 普遍使用的是四步換流法。由于相位輸出電壓矩陣變換器需要三只雙向可控開關(guān)，并分別連 接到三輸入相，并且因此改變安全換流問題應該在每個

24、三相矩陣變換器中解決即可。圖小是 矩陣變換器的單相輸出電路示意圖，以a相到b相為例：設(shè)由電壓源的ua提供，取決于 流經(jīng)開關(guān)sa1和sa2的電流的方向設(shè)置讓我們負載限制。如果由電壓源ub提供的電流控 制策略變化的要求，我們必須先確定當前的正確方向，電流的il流經(jīng)sa1或流經(jīng)sa2,不 妨設(shè)定電流方向如圖：(b)換流方案控制信號波形負載電流i大于0,則換向過程的步驟如下所示：(1) 關(guān)掉sa的負電部分sa2,則當前仍流經(jīng)sa1；(2) 打開sb正電部分sb1,由于開關(guān)sa1和sb1都是正的，兩個電壓源不能短路，因而 電流是流經(jīng)sa1或sb1,從兩個電壓源來確定電壓的幅值人小；(3) 斷開sa1,然

25、后電流流經(jīng)sbi；(4) 閉合開關(guān)sb2,則電流仍經(jīng)開關(guān)sb 1提供循環(huán)，從陽完成雙向開關(guān)的換向。4間接矩陣變換器實驗研究4.1主控程序設(shè)計(2)4.1.1 主電路的設(shè)計(1)雙向開關(guān)及變換單元rti前面已經(jīng)知道，共發(fā)射極反并聯(lián)雙向開關(guān)，它有利于模塊化 的，因此在本文中，使用的的就是這種連接。另外，作為一個單元，即每個單元為了調(diào)試的 輸入，各相的輸出與三相正弦ac電網(wǎng)的a, b, c相關(guān)，而輸出為負載的一相x的輸出， 如圖所示：dld2可fc d5d6tq«(2)主電路三相矩陣轉(zhuǎn)換器包括了如圖三個轉(zhuǎn)換部分，在被驅(qū)動時、保護電路，即是成矩陣變換器主電 路的組成部分。如圖所示：采樣輸入側(cè)

26、電壓和測量當前使用的輸出電壓也包括在主電路。因為該電路被不斷切換狀態(tài), 冇大量電流輸入的諧波，從而前置lc濾波電路在矩陣變換器中是非常重要的。4.2.2 控制電路的設(shè)計控制電路由dsp和cpld構(gòu)成的。dsp負責算法電機模型、算法的實現(xiàn)，cpld負責換向 控制。如圖，dsp采用ti公司的tms320240,達到20mips,具有較強的加工能力，并具 有豐富的片上外設(shè)，如16位定時器，16位通道10位adc等，將有利于簡化系統(tǒng)設(shè)計。采 川altera公司的cpld epm7128so在圖屮，該接口的外部dsp側(cè)可分為數(shù)字和模擬。他們是不同的輸入或輸出控制信號 。每個三向開關(guān)中的一個連接到輸出和，

27、通過輸入沒有短路、但不限于開路輸出，在任何時 刻只有一個雙向開關(guān)處于on狀態(tài)。這允許三個開關(guān)中的任意兩個的狀態(tài)以確定所述開關(guān)的 第三狀態(tài)，即只有兩個開關(guān)狀態(tài)獨立的，第三個狀態(tài)可繪制邏輯運算。這樣，共有6札i開關(guān) 狀態(tài)的獨立。因此，由dsp狀態(tài)輸出信號到cpld只需6,外加一 cpld輸出使能,控制 所有關(guān)掉，共7位所需要的。dsp收到的另外兩個額外的數(shù)字輸入信號來啟動或停止控制 和電機正反轉(zhuǎn)方向控制。4.2.3 采樣電路設(shè)計4. 2間接矩陣變換器空間矢量調(diào)制算法的實現(xiàn)(2)4.2.1空間矢量的概念.空間矢量(apace vector)乂稱之為派克矢量，是用來表征三相電壓和電流的幅值和和位的一

28、種最簡單而有效的方法。與使用復雜的算術(shù)向量不同的，它指的是一個旋轉(zhuǎn)矢量來表示三 個量?？臻g欠量調(diào)制方法最初是由逆變器的研究開發(fā)并提出矩陣變換器空間欠量調(diào)制方法,首次提 出是山于其易于使用的流行的高頻整流和逆變技術(shù)，由前南斯拉夫?qū)W者huber和美國教授 borojevic兩人于1898年提岀的?？梢钥刂戚敵鲭妷翰ㄐ魏洼斎腚娏鞑ㄐ无D(zhuǎn)換器的性能得以 人幅度提高，得到眾多學者的深入研究示，使之成為矩陣變換器的一種主流控制方法。在矩陣變換器等效ac的推導交-直-交變換，繪制出矩陣式變換器的等效電路模型后，經(jīng) 典的空間矢量調(diào)制技術(shù)就分別適用于“虛擬整流器”(vsr)和“虛擬逆變器(vsi)上，從而 實現(xiàn)了

29、調(diào)制矩陣式變換器。4.2.2交肓變換器的空間矢最調(diào)制圖右半部分為”虛擬逆變器（vsi）。根據(jù)空間向量調(diào)制的原理，對逆變的部分進行矢量調(diào) 劑，該部分由一個dc電壓源供電。虛擬逆變器有6種允許的組合結(jié)果產(chǎn)生非零的輸岀電壓, 冇兩個組合產(chǎn)生一個零輸出電壓。短陣變換器輸出線電壓空間矢量可以定義為：石+n才即+4諭）合成輸出線電壓的空間矢疑如圖所示:a）輸出線電壓空間欠就圖 b）輸出線電壓矢址合成圖在任何時刻該空間矢量uol對由兩個相鄰的非零開關(guān)電壓矢量ua和ub和一個零開關(guān) 電壓矢量ud合成。圖a表示了 u1-u6每個向量圖與開關(guān)狀態(tài)之間的關(guān)系。其中ui表示圖屮“虛擬逆 變器”的開關(guān)的連接關(guān)系。u1-

30、u6a個向雖分為六個扇區(qū)，每個分別記為60度。圖b中的農(nóng)示了輸出線電壓空間矢量uol在當前扇區(qū)中的位置。則u吐=+ g u戸+ dqv t/prda=talt$=m. sin(60° 一 0sy)dp = 7)/7；二他 sin(如)可根據(jù)空間矢量調(diào)制原理和正弦定理計算得到當輸出線電壓空間矢量位于笫一扇區(qū)內(nèi)吋，輸出線電壓的局部平均值為:5 rj盅+勺cos(&r - 30 )u此=-u”da +0d0 =一 sin(60tt 0sr) 0 l砂z j-sin(&w ) 叫cos£)將上式分別帶入可得到vs1的輸入電流局部平均值為:4.2.3交直變換器的空間矢

31、量調(diào)制虛擬整流器輸入電流空間矢量完全類似于虛擬逆變器輸出電壓空間矢量，如圖所示,a）輸入相電流空間欠址圖b）輸入相電流欠量合成圖根據(jù)檢測到的輸入相電壓空間欠量uip和設(shè)定的輸入階段，能夠決定耍如何獲得的輸匕=2 （uq + ube + l/工“対）入相電流空間位置的矢量。uip定義為卩3在任意時刻輸入電壓空間矢量ii可分別由兩個相鄰的非零矢量iu和iv以及一個零矢量10合成組合而得到。il16六個矢量將一個周期分為六個扇區(qū)，每個扇區(qū)占60度。 圖b中的扇區(qū)角表示輸入的相電流空間矢量在此扇區(qū)中的位置，則tt>t幾=血k人+ d% he必=乙/7>叫血（60。-乞）*< =tt$ =mc sin（）可山空間矢量調(diào)制定理及正弦定理計算得到:doc =tqc/t, i-乙-比其小ts為采樣周期，m是輸入相電流空間矢量的調(diào)制系數(shù)，°£叫=1訂1心當開關(guān)狀態(tài)的矢雖在vsr第一扇區(qū)z內(nèi)時，輸入相電流的局部平均值為:cos（qc-3（r） =叫-sin（6（r -0”）i” -sin（0“）在第一個扇區(qū)中有此關(guān)系130°<如-'+30，且有0北=（卯-件）+ 30'將上式分別代入，將得到 cos（卯一件） h=叫8$（呼一0 -1