基于matlab的永磁同步电机调速系统的仿真(5)

2019-06-17 10:34

?32T?(U?U?)T/Udc?4?22 ??T?2UT/U?dc?6SVPWM调制模式采用连续开关调制模式。每次切换开关状态时,只切换一个功率开关器件,以减少开关损耗。它由3段零矢量和4段相邻的两个非零矢量组成,3段零矢量分别位于PWM波的开始,中间和结尾。开关顺序为:Uo(000),U4(100),U6(110),U7(111),U6(110),U4(100),Uo(000)。作用时间依次为:T0/4,

T4/2,T6/2,T0/2,T6/2,T4/2,T0/4[22]。

按上述方法可以计算出其它五个扇区。

3.4 SVPWM模块的建立

在SVPWM技术中,首先要确定合成电压矢量所处的扇区,再次要计算出基本矢量的作用时间和开关时间。电压空间矢量SVPWM波形产生模块:以两相旋转坐标系??0下的电压分量U?和U?作为输入,通过扇区判断、作用时间计算、过调制判断、矢量切换时间点计算、各相占空比分配等功能模块输出PWM波形,输出PWM脉冲来控制三相逆变器晶体管功率开关器件的导通或者断开状态向外供电,从而实现三相交流永磁同步电机的电压空间矢量调制[23]。 (一)扇区选择

根据图3-1中各扇区与U?,U?的关系,判断如下:当U?>0时,令A=1,否则A=0;当3U??U??0时,令B=1,否则B=0;当3U??U??0时,则C=1,否则C=0。确定扇区号N=A+2B+4C,得到扇区与N的对应关系如表3-1,模型如图3-2所示。

表3-1 各扇区与N的对应关系

扇区号 N

I 3 II 1 III 5 IV 4 V 6 VI 2 17

2UbetaSwitchUaifa1-K-Gain2AddSwitch12GainAdd14Add21Constant0Constant1Switch2Gain11N

图3-2 扇区判断模型

(二)计算基本矢量的作用时间

以扇区1为例,用最近的两个相邻基本电压空间矢量U0, U60和零矢量U000/111合成参考矢量Ur,Ur在o??坐标系下分解为U?和U?,如图3-3所示

?U60(110)UbxtatyTPWMU60Uro111(111)o0(000)?txTPWMU060?U?U0(100)0?

图3-3 参考电压矢量映射图

在周期内TPWM,U0作用时间为ts,U60作用时间为ty,U000/111作用时间为t0,根据矢量作用等效有:U0?Tx?U000/111?t0?U60?ty?ur?TPWM

18

由图3-3根据三角关系得:

U??txTPWMU0?tyTPWMU60cos60??txTPWMU0?ty2TPWMU60

U??tyTPWMU60sin60??3ty2TPWMU60

23有空间矢量的定义式有:U0?U60??3TPWMt?(3U??U?)?x2VDC??3TPWM?U? ?ty?VDC??t?T?tx?ty0PWM???VDC,根据以上三式计算得:

若定义:

?3TPWMU??X?V?DC?TPWM?Y?(3U??U?) ?2VDC??3TPWM?Z?(?3U?+U?)2VDC??则Ur在不同扇区其相邻的两个基本电压空间矢量Ux和Us?60的作用时间t(对x应U0,U120,U240),ty(对应U60,U180,U300)可以按表3-2取值。

表3-2 扇区与非零矢量作用时间的对应关系

扇区号 1 2 3 4 5 6 tx -Z Z X -X -Y Y X Y -Y Z -Z -X ty 19

在一般不发生过调制的情况下,有tx?ty?TPWM,Ur?Udc3cos(6???),Ur最

大值是VDC/3,它是6个基本矢量形成的正六边形的内切圆。

对应的??0/XYZ转换模块如图3-4:

1Ubeta3TsGain-K-1X300UdGain10.52UaifaDivide1.5Gain2AddDivide22Y1.5Gain4Add1Divide33Z

图3-4 ??0/XY仿真模块图 Z2U?2Udc令X?T,Y?T2Udc(3U??U?),Z?T2Udc(?3U??U?)。计算模

型如图3-3。则N与矢量作用时间互和疋的对应关系如表3-2所示:

表3-3 基本矢量作用时间

N T1 1 Z Y 2 Y -X 3 -Z X 4 -X Z 5 X -Y 6 -Y -Z T2 由于T1和T2?T2?T2*T/(T2?T1)和一定要小于或等于T(即PWM调制周期),

20

所以还要进行饱和判断,当T2?T1?T时,应取:T1?T1*T/(T?2T2?T2*T/(T2?T1)。其模型实现如下:

,T)1

1N2X-1Gain23Y-14ZGain1-1GainMultiportSwitchT1f(u)FcnSwitch5TsSubtractf(u)T2Fcn1Switch12T21T1MultiportSwitch1

图3-5 xyz/t1t2仿真模块图

(三)计算开关作用时间

令T??T04?T?T1?T24,Tb?Ta?T12,Tc?Tb?T22,则N与开关作用时间Tcm1,

Tcm2,Tcm3。之间的对应关系如表3-3

所示,该模型如图3-6所示。

表3-4 开关作用时间

N Tcm1 Tcm2 Tcm3 1 TbTa2 Ta3 TaTb4 Tc TbTa5 Tc TaTb6 Tb Tc Tb Tc TaTc Tc

21


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