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所属分类:电机驱动

1三角波的输入和投影

左边的圆圈是“输入”或“参考”。有些人也称其为订单信号。这是我们想要实现的目标;不同角度的三种不同电压 - 共同形成一个幅度和一个角度的空间矢量。

如图所示,U 相(红色)接近其最大正值。该电平也显示在圆圈右侧的图形上,以及一个三角形波,其中它被称为控制电压。该波形的频率比空间矢量的频率高许多倍。通常在 1 到 20 kHz 之间,但几百赫兹或高达数百千赫兹的应用几乎没有。

W相(绿色)接近其最大负值,V相(蓝色)刚好从零向正方向延伸。

这三个值如何与三角波相交将直接转化为我们想要关闭哪些开关以及我们保持关闭它们多长时间。

 

2将输入转换为开关状态

请看图的右侧部分。

这部分的主要焦点是从三角波向下突出的虚线。它们起源于控制电压与三角波相交的地方。在任何时候,在 W 轴下方 1/2T 箭头正上方都可以看到四个不同的部分。对于其他空间矢量角度和大小,这四个部分的宽度会发生变化,但总宽度将始终相同。

 

在此示例中的角度 (46°) 处,第一条虚线是红色虚线。在三个轴的起点和红线之间,没有有效电压矢量。该区域的所有三个控制电压均低于三角波。这意味着所有开关都已关闭。 000。零向量 v0。

下一段;在红色和蓝色虚线之间。U 相控制电压现在高于三角线,而另外两个仍低于三角线。这将打开 U 开关。这是001。也称为 v1。

第三段:蓝线和绿线之间。现在 U 和 V 都被打开了;这是011 ,也称为v3。

最后一段:所有三个开关现在都处于打开状态。这是 111,v7,第二个零向量。

在每个角度和幅度上,都会看到相同的模式;零向量 - 基本向量 - 基本向量 - 零向量在重复。唯一变化的是这些扇区的宽度(即导通时间)以及使用六个基本向量中的哪一个。

请注意,导通时间百分比也显示在 W 轴的左侧。当所需的振幅较低时,零向量将具有增加的导通时间,而当振幅较高时,零矢量将具有相反的导通时间。这由称为调制指数的比例因子控制。如果所需的振幅高于三角波,则会发生称为过调制的情况。稍后将对此进行解释。

3说明向量

现在我们知道我们必须交替的两个向量是 v1 和 v3。通过正确获取导通时间,这将仿真与输入电压空间矢量相同角度的电压矢量。您可以看到,绿色 v3 向量在圆形向量图和 W 轴下方的“扇形图”中都接近最大值。对于接近其最小值的 v1 向量也是如此。空间向量圆圈内的细线绿线是视觉辅助工具,用于说明这两个基本向量确实形成了所需的空间向量作为向量和。图中左边的值显示了角度、我们所处的扇区以及两个基本向量中每个向量的权重系数 x 和 y。我们稍后再谈这些。

 

第 4 部分 - 两种交替开关配置的图示

此处显示了驱动器将在两种不同的开关组合(基本矢量)之间交替使用。每个配置上方的进度条指示与两个基本向量的总导通时间相比,它开启了多长时间。即,它们相对于彼此存在多长时间。

零向量是另外的,并且随着电压电平的降低,零向量会增加。请注意,它们彼此处于相反的“相位”,就像两个相距 90 度的正弦波一样。当左边的配置完成其循环时,右边的配置已经过半。

这种切换方案还采用了一个漂亮的功能;当时只有一个开关在更改状态。这样可以减少机器中的谐波,并降低开关损耗,这是设计任何类型的电力电子器件时要考虑的一个非常重要的方面。

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