异步电机矢量控制系统基于空间矢量脉宽调制中文版.doc
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4、 完成日期: 2014.1.12 异步电机矢量控制系统基于空间矢量脉宽调制摘要: 为了提高由电池供电的异步电动机功率的控制效果,根据场的原则导向,通过测量和控制异步电动机的定子电流矢量,电压矢量控制技术被用来分别控制异步电动机的励磁电流和转矩电流。对实现电压空间矢量脉宽调制算法的方法进行了详细的介绍,并模拟三相异步电动机的模型。该算法是模拟的。实验结果表明,该算法是合理的,控制性能更好和控制的应用要求对交流电机由电池供电相当满意。关键词: 电压空间矢量脉宽调制异步电动机 矢量控制模拟1 介绍 空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术来控制变频器的控制三相电机定子产生跟踪圆形旋转磁场与电压源逆变器供电
5、方式的切换。这种控制策略可以提高电压直流侧的利用率,使计算容易,减少开关损耗,从而降低电机的谐波损耗,降低了转矩脉动,尤其是电源由蓄电池提供的状况,如电动汽车。 矢量控制理论对电机统一理论的发展,机电能量转换和坐标变换理论,另外它具有的功能,如先进的,新颖性和实用性等,使感应电动机的模型成为一个直流电机模型的坐标变换,把定子电流分解成面向转子磁场的两部分直流,控制它们从而实现磁通的解耦和转矩,实现直流电机效果。2 SVPWM的原理 典型的三相电压源逆变器的主电路结构在图中所示1 图1 三相电源逆变器 在每个桥臂有两个开关装置。 PWM控制是通过调节各桥臂的开关关闭时的平均电流来调整。该开关六个
6、开关器件的规则必须遵循以下规则:1. 在打开状态和在断开状态的开关器件的数目必须是三个在任何时候。2. 同一桥臂的两个开关器件是由互补驱动信号控制,并且不能为直通。 空间矢量脉宽调制(SVPWM)是三相逆变器的输入电压转换为空间电压矢量,并通过使用由逆变器不同的开关状态所形成的八个空间矢量近似于电压圆,然后形成SVPWM触发波。八个电压空间矢量的位置和大小被示于图2 图2 空间矢量和开关状态 有六个非零向量UX(X= 1,2,3,4,5,6)和两个零矢量(U0,U7)图所示2,对应用于逆变器的上桥的开关状态是在每个矢量的作用下,该载体经过标记在小括号中。 “1” 表示接通状态,而“0”表示关断
7、状态。每六个非零的电压矢量幅值2Ud/ 3,和它们的相位角差为/ 3。在复平面分为六个扇形区域,并且它们被确定为1,2,3,4,5,6在本文中。在任何扇形区域中,电压矢量U *可制成向上的相邻空间电压矢量(,)。相应的基本空间矢量构成即时指令是电压空间矢量技术的目的。平均输入电压和指令电压U*在脉冲周期T是相等的。使得空间电压矢量的轨迹接近圆的。换句话说,在任意小的周期时间T内,逆变器的输出是相同的平均指示电压,如公式1 (1)T1,T2分别是的作用时间,60。如果T1和T2之和小于比脉冲周期T,则零矢量(U0,U7)将被用来填满剩余的周期T的时间。当作用下的磁通矢量的末端是固定的零向量,和焊
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