首页 理论教育电压空间矢量技术介绍

电压空间矢量技术介绍

【摘要】:2)在开关状态SASBSC=110时,即K1、K3、K2接通,,,将uA、uB、uC代入式(5.1)得图5.2 三相逆变器电压空间矢量式(5.4)表明,逆变器开关状态为110时uS2的幅值为2,方向为。依次类推,可得逆变器六种开关工作状态下的电压空间矢量uS1~uS6,电压空间矢量uS1~uS6的幅值相同,方向依次相隔60°,如图5.2所示。开关状态000和111,即下桥臂开关K4、K6、K2或上桥臂开关K1、K3、K5同时导通,空间电压矢量uS7=uS8=0,在坐标原点。

在空间以120°对称分布的三相电动机定子绕组上施加三相对称电压(uAuBuC),电动机气隙中产生合成旋转磁场。电压和电流是时间变量,没有空间的概念,但是电动机三相绕组产生的旋转磁场则是空间和时间的变量,它的大小和空间位置随时间变化,一般以矢量表示。时空变化的旋转磁场由三相绕组的三相电压产生,为了描述三相电压与电动机旋转磁场的关系,提出了电压空间矢量的概念,三相电压与电压空间矢量的关系由Park变换表示

978-7-111-48427-1-Chapter05-3.jpg

式中,us为电压空间矢量,为了与时变电压u区别,电压空间矢量用黑体表示;978-7-111-48427-1-Chapter05-4.jpg是按幅值相等的变换系数。

在三相电压为正弦时,将代入式(5.1)可得

978-7-111-48427-1-Chapter05-5.jpg

式中,Um为电压空间矢量us的幅值;ejωt为us的旋转因子;ω是us的旋转角速度;e/2t=0时us的空间方向。

在Park变换中对三相电压uAuBuC的波形没有限制,它们可以是正弦的,也可以是其他形式的电压,因此可以用来将直-逆变器输出的三相电压变换为电压空间矢量us

以图5.1所示逆变器为例:

1)在逆变器开关状态为SASBSC=100时,即K1、K6、K2接通,三相电压为978-7-111-48427-1-Chapter05-6.jpg978-7-111-48427-1-Chapter05-7.jpg,将uAuBuC代入式(5.1)得

978-7-111-48427-1-Chapter05-8.jpg

式(5.3)表明,在逆变器开关状态为100时,电压空间矢量uS1的幅值为2978-7-111-48427-1-Chapter05-9.jpg,指向为坐标0°方向,如图5.2所示。

2)在开关状态SASBSC=110时,即K1、K3、K2接通,978-7-111-48427-1-Chapter05-10.jpg978-7-111-48427-1-Chapter05-11.jpg,将uAuBuC代入式(5.1)得

978-7-111-48427-1-Chapter05-12.jpg

978-7-111-48427-1-Chapter05-13.jpg

图5.2 三相逆变器电压空间矢量

978-7-111-48427-1-Chapter05-14.jpg

式(5.4)表明,逆变器开关状态为110时uS2的幅值为2978-7-111-48427-1-Chapter05-15.jpg,方向为978-7-111-48427-1-Chapter05-16.jpg

依次类推,可得逆变器六种开关工作状态下的电压空间矢量uS1~uS6(见表5.1),电压空间矢量uS1~uS6的幅值相同,方向依次相隔60°,如图5.2所示。开关状态000和111,即下桥臂开关K4、K6、K2或上桥臂开关K1、K3、K5同时导通,空间电压矢量uS7=uS8=0,在坐标原点。