電力電子+空間矢量控制-文檔資料

1、 直流/交流變換器1電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）空間矢量的概念始于電動機(jī)分析4.6 三相逆變器的電壓空間矢量控制（三相逆變器的電壓空間矢量控制（1）逆變器的空間矢量控制（SVPWM）是從電動機(jī)的角度出發(fā)，著眼于使電機(jī)獲得幅值恒定的圓形磁場。它以三相對稱正弦波電壓供電時的理想圓形磁通軌跡為基準(zhǔn)，用逆變器不同的開關(guān)模式產(chǎn)生的實際磁通去逼近基準(zhǔn)磁通圓，從而達(dá)到較高的控制性能。與SPWM相比，SVPWM直流電壓利用率可提高15.5%，總諧波畸變率減小，易于實現(xiàn)數(shù)學(xué)控制和實時控制。電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）4.6 三相逆變器的電壓空間矢量控制（三相逆變器的電壓空間矢量控制（

2、2）k1Sk=A,B,C0kk相上橋臂導(dǎo)通，（）相下橋臂導(dǎo)通故逆變器各相輸出端電壓可表示為設(shè)21,2kkssduSuuu223322332323jjjABCjjdABCUuu eu euSS eS e則逆變器8種開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)的電壓空間矢量為其中U1U6為六個非零矢量，U7(111),U8(000)為兩個零矢量。電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）4.6 三相逆變器的電壓空間矢量控制（三相逆變器的電壓空間矢量控制（3）1122crefTUTUTU223323jjrefABCrefoutUuueueU根據(jù)空間矢量調(diào)制技術(shù)，任一空間矢量可由其相鄰的兩個電壓空間矢量來合成。以第扇區(qū)為例，有逆變器

3、輸出參考電壓為為了彌補(bǔ)Tc和T1+T2之間的時間差，在U1、U2逼近Uref的過程中需要插入零矢量，其作用時間為其中，Tc為開關(guān)周期根據(jù)正弦定理，可知1122sin(3)sinsin(23)crefTUTUTU11220012sin()33sin( )1crefcdcTdmTUTdmmTUTdddT 012cTTTT其中，為參考電壓在扇區(qū)的區(qū)間角扇區(qū)的空間矢量調(diào)制電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）1)輸出參考電壓矢量 的計算2) 所在扇區(qū)判斷,確定選用的開關(guān)矢量3)開關(guān)矢量作用時間計算4)開關(guān)狀態(tài)順序安排 在電路正常工作的前提下，開關(guān)狀態(tài)安排順序有很多方式。例如：4.6 三相逆變器的電

4、壓空間矢量控制（三相逆變器的電壓空間矢量控制（4）refUrefUSVPWM算法的實現(xiàn)步驟：（a）（b）好處：好處：每次切換只動作一個開關(guān)，且占空比對稱安排，可以減少輸出電壓諧波電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）4.7 大容量逆變器的復(fù)合結(jié)構(gòu)大容量逆變器的復(fù)合結(jié)構(gòu)引言引言4.4.7.1 127.1 12階梯波逆變器階梯波逆變器4.4.7.2 247.2 24階梯波逆變器階梯波逆變器電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）引言引言q開關(guān)器件電壓開關(guān)器件電壓6 67 7KVKV，3KA3KA6KA6KA、8KA8KAq一個三相橋容量難于達(dá)到一個三相橋容量難于達(dá)到1010MVAMVAq器件

5、串聯(lián)提高電壓器件串聯(lián)提高電壓q器件并聯(lián)增大電流器件并聯(lián)增大電流q幾個三相橋電路通過變壓器組合成復(fù)合型逆變器是幾個三相橋電路通過變壓器組合成復(fù)合型逆變器是 擴(kuò)大容量的有效途徑擴(kuò)大容量的有效途徑電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）4.7.1 12階梯波逆變器階梯波逆變器1A1B1CPN2A2B2CPN1a1b1c2c2a2b(a)電路dVSNsN21aaAVVV 21bbBVVV 21ccCVVV 1aV2aV2bV1bV2cV1cV(b）輸出電壓合成AVBVCV nvv次次諧諧波波滯滯后后，滯滯后后比比方方波波n120a12a tttttNNVvpsda 13cos13111cos1117

6、cos715cos51cos321 )(11cos111)(7cos71)(5cos51)cos(321 ttttNNVvpsda01805365a215a5a vvv， 018077 .25a2717aa7 vvv， 電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）4.7.1 12階梯波逆變器（續(xù)階梯波逆變器（續(xù)1）221baaAVVVV221cbbBVVVV221accCVVVV1aV2aV2bV2cV2bV1bV2aV2cV1cV(b）輸出電壓合成AVBVCV1A1B1CPN2A2B2CPN1a1b1c2c2c2b2a2b2a(a)電路dVSN3SN 303030c12cb12ba12avvv

7、vvv滯滯后后滯滯后后滯滯后后a2c2c1Cc2b2b1Bb2a2a1Asp3/vvvvvvvvvvvvNN 副副方方繞繞組組變變壓壓器器原原方方繞繞組組電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）4.7.1 12階梯波逆變器（續(xù)階梯波逆變器（續(xù)2）25cos25123cos23119cos19117cos17113cos13111cos111cos34tttttttNNVpsd 1cVAVBVCV2cV2aV2cV2bV1aV2aV1bV2bV(c)矢量圖302bV( (d d) )電電壓壓波波形形合合成成2bv 1av2avpsdNNV psdNNV 31psdNNV 31)321( psd

8、NNV )311( psdNNV 31psdNNV Av 3030a12ba12avvvv超超前前，滯滯后后b2a2a1Avvvv 電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）4.7.2 24階梯波逆變器階梯波逆變器o151aV1aV2aV2aV3aV4aV4bV3bV2bV1bV1cV2cV3cV4cV(b)繞組電壓矢量(b)繞組電壓矢量逆變器+-dVAEI1AV1BV1CV逆變器+-dVBFJ2BV2CV逆變器+-dVCGK3AV3BV3CV逆變器+-dVDHL4AV4BV4CViaieea1aV1cV1bVjbjffb2aV2cV2bVkckggc3aV3cV3bVldlhhd4aV4cV

9、4bV2AVA AB BC C2,CfjVe1,CeiVe4,aldVe3,akcVe3CgkgkVee4ChlVe2,bbfVe1,baeVe3,bcgVe4,bdhVe1,aiaVe2,ajbVe(c)輸出電壓合成(c)輸出電壓合成432211bbababABVVVVVVV 四個逆變器依序相差15度四個逆變器依序相差15度各繞組電壓均為120度方波各繞組電壓均為120度方波電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）4.7.2 24階梯波階梯波逆變器（續(xù)）逆變器（續(xù)）mm mm mm mm m2 2m mm m2mm mm mm m2 2m mn nn n2 2m m2 2m m+ +n n

10、2 2m m+ +2 2n n3 3m m+ +2 2n n4 4m m+ +2 2n n01Vb1Va11VbaV 2Vb2Va22VbaV 2 2m m3bVn n4bVn nABV432211bbababABVVVVVVV 輸出電壓波形合成輸出電壓波形合成2cos2cos2111112221 VVVVVV 合合成成的的基基波波電電壓壓：階階梯梯波波的的兩兩個個相相差差241 電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）小節(jié)小節(jié)q逆變器應(yīng)用非常廣泛：變頻變壓、變速傳動的交流電動機(jī)、逆變器應(yīng)用非常廣泛：變頻變壓、變速傳動的交流電動機(jī)、恒頻恒壓交流負(fù)載、直流電源變換系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)以及直流恒頻恒壓交流負(fù)載、直流電源變換系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)以及直流輸電系統(tǒng)等輸電系統(tǒng)等. .q逆變器的開關(guān)器件現(xiàn)在都采用全控型開關(guān)器件。逆變器的開關(guān)器件現(xiàn)在都采用全控型開關(guān)器件。q功率：功率：GTOGTO（高）高）IGCTIGCT、IGBTIGBT、MCTMCT、SITSI