異步電機(jī)三角形接法時(shí)空間 矢量脈寬調(diào)制技術(shù)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(xué)，山西太原030024；2陽城國際發(fā)電責(zé)任有限公司，山西晉城048102)
摘要：分析了異步電機(jī)三角形接法采用空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)時(shí)，基本電壓空問矢量的大小與相位，分析結(jié)果表明：電機(jī)在Y接與△接時(shí)，逆變器相舊的開關(guān)狀態(tài)所彤成的電壓空間矢量的大小及相位均不相同。在此基礎(chǔ)上給出了△接法時(shí)扇區(qū)的劃分及扇區(qū)號(hào)的確定方法。
關(guān)鍵詞：脈寬調(diào)制；開關(guān)狀態(tài)；異步電機(jī)
中圖分類號(hào)：TM 343文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673—6540(2010)064)031—04
0 引 言
在高性能全數(shù)字控制的交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，通常采用數(shù)字脈寬調(diào)制(Pulse Width Modula—tion，P~XeM)方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬PWM．近年來出現(xiàn)的空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector PulseWidth Modulation，SVPWM)技術(shù)與傳統(tǒng)的正弦脈寬調(diào)制(Sin—Wave Pulse width Modulation，sPwM)技術(shù)相比，在直流電壓利用率等方面，其存在著明顯的優(yōu)勢，因此在電機(jī)控制上得到了廣泛應(yīng)用。例如，存異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)中，根據(jù)需要計(jì)算出所需電壓的α、β分量后，再用SVPWM技術(shù)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(guān)狀態(tài)。但是，SVPWM技術(shù)是對(duì)電機(jī)的卡目電壓進(jìn)行調(diào)制的。分析表明，在異步電機(jī)采用Y和△接法兩種情況下，逆變器相同的開關(guān)狀態(tài)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(duì)電機(jī)的繞組接法進(jìn)行判斷而采用相同的調(diào)制方法，將會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的控制結(jié)果。文獻(xiàn)[1-5]給出的調(diào)制算法均基于電機(jī)Y接法，本文分析了△接法情況下，逆變器不同開關(guān)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的卒間矢量的幅值和相位，以及扇區(qū)的劃分方法，并與Y接法的情況進(jìn)行了對(duì)比。
1 電機(jī)Y接與△接的空間矢量合成
1．1逆變器的開關(guān)狀態(tài)
圖1是典型的三相電壓型橋式逆變電路。圖中V1～V6是6個(gè)全控型開關(guān)器件，同一橋臂的開關(guān)器件呈相反的開關(guān)狀態(tài)。設(shè)上橋臂導(dǎo)通為l，下橋臂導(dǎo)通為0，則逆變器的工作狀態(tài)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(duì)應(yīng)6個(gè)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(jī)繞組Y接法肘的電壓空間矢量及扇區(qū)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(gè)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(qū)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(jī)繞組△時(shí)的電壓空間矢量合成及扇區(qū)劃分
圖4是繞組△接法時(shí)的接線示意圖，括號(hào)內(nèi)字母表示繞組尾端。圖5表示開關(guān)狀態(tài)為100時(shí)空間矢量的合成情況。對(duì)應(yīng)圖1中V1、V4、V6導(dǎo)通，V2、V3、V5關(guān)斷，三相電壓Ua、Uc、Ub相對(duì)于直流母線的負(fù)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(biāo)系的數(shù)值)；Ua、Ub是各開關(guān)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的基本電壓矢量分解到邸坐標(biāo)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(guān)狀態(tài)為1 10時(shí)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(duì)比圖3、7及表1、2可見，兩種接法時(shí)6個(gè)基本電壓空問矢量的相位不同，△接法比Y接法時(shí)合成的空問矢量相位滯后n／6(逆時(shí)針為正方向)，并前者幅值是
2 △接法扇區(qū)劃分及扇區(qū)號(hào)確定
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