異步電機三角形接法時空間 矢量脈寬調制技術分析
許連丙1，張愛玲1，武德祥1．李天波2
(1 太原理工大學，山西太原030024；2陽城國際發電責任有限公司，山西晉城048102)
摘要：分析了異步電機三角形接法采用空間矢量脈寬調制(SVPWM)技術時，基本電壓空問矢量的大小與相位，分析結果表明：電機在Y接與△接時，逆變器相舊的開關狀態所彤成的電壓空間矢量的大小及相位均不相同。在此基礎上給出了△接法時扇區的劃分及扇區號的確定方法。
關鍵詞：脈寬調制；開關狀態；異步電機
中圖分類號：TM 343文獻標志碼：A文章編號：1673—6540(2010)064)031—04
0 引 言
在高性能全數字控制的交流伺服驅動系統中，通常采用數字脈寬調制(Pulse Width Modula—tion，P~XeM)方法來代替傳統的模擬PWM．近年來出現的空間矢量脈寬調制(Space Vector PulseWidth Modulation，SVPWM)技術與傳統的正弦脈寬調制(Sin—Wave Pulse width Modulation，sPwM)技術相比，在直流電壓利用率等方面，其存在著明顯的優勢，因此在電機控制上得到了廣泛應用。例如，存異步電機矢量控制系統中，根據需要計算出所需電壓的α、β分量后，再用SVPWM技術確定需要施加的基本電壓空間矢量，從而確定逆變器的開關狀態。但是，SVPWM技術是對電機的卡目電壓進行調制的。分析表明，在異步電機采用Y和△接法兩種情況下，逆變器相同的開關狀態合成的基本電壓空間矢量的大小和相位并不相同，如果不對電機的繞組接法進行判斷而采用相同的調制方法，將會導致錯誤的控制結果。文獻[1-5]給出的調制算法均基于電機Y接法，本文分析了△接法情況下，逆變器不同開關狀態對應的卒間矢量的幅值和相位，以及扇區的劃分方法，并與Y接法的情況進行了對比。
1 電機Y接與△接的空間矢量合成
1．1逆變器的開關狀態
圖1是典型的三相電壓型橋式逆變電路。圖中V1～V6是6個全控型開關器件，同一橋臂的開關器件呈相反的開關狀態。設上橋臂導通為l，下橋臂導通為0，則逆變器的工作狀態共有8種，分別是000，100，110，010，叭1，001，101，11。其中，000與111使逆變器輸出電壓為零，稱為零矢量，其余6種對應6個基本的電壓空間矢量。在繞組采用Y及△接法兩種情況下，它們的大小及相位不同，分述如下。
1．2電機繞組Y接法肘的電壓空間矢量及扇區劃分
定義三相電壓矢量在各自繞組的軸線上如圖2所示；6個基本電壓空間矢量的幅值和相位如表1所示；相位分布及扇區劃分如圖3所示。
表1中：Ua、Ub、Uc分別是A、B、C三相繞組  1．3電機繞組△時的電壓空間矢量合成及扇區劃分
圖4是繞組△接法時的接線示意圖，括號內字母表示繞組尾端。圖5表示開關狀態為100時空間矢量的合成情況。對應圖1中V1、V4、V6導通，V2、V3、V5關斷，三相電壓Ua、Uc、Ub相對于直流母線的負極分別為Udc-Udc、0，按前述定義，取三相電壓空問矢量在三相繞組的軸線上，則合成矢量Us=3Udce.
的相電壓(_4Bc坐標系的數值)；Ua、Ub是各開關狀態對應的基本電壓矢量分解到邸坐標系上的分量；Us為合成的基本電壓空間矢量的大小，Us相位表示基本電壓空間矢量的相位。
圖6表示的是開關狀態為1 10時空間矢量的大小與相位。按照同樣的方法可得其他空間矢量的大小及相位(見表2和圖7)。對比圖3、7及表1、2可見，兩種接法時6個基本電壓空問矢量的相位不同，△接法比Y接法時合成的空問矢量相位滯后n／6(逆時針為正方向)，并前者幅值是
2 △接法扇區劃分及扇區號確定
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