3相3级逆变器的中心对齐SVPWM实现
在计算出主扇区以后,它必须把初始矢量映射到所选主扇区内。映射算法如下:
例如,主扇区1的初始矢量为PPP(OOO,NNN)、POP(NON)、PNO、PNN、PON、PPO(OON)、POO(ONN)。为了获得类似于2级SVPWM的六边形,把POO(ONN)作为映射矢量Vmap1=V0。在映射以后,我们可得到图5所示六边形,其与2级SVPWM的矢量图一样。在该六边形中,共有7个映射矢量,其在六边形中形成6个子扇区。
图5 主扇区1映射
表2 每个主扇区的映射矢量
3 主扇区计算简单方法
利用α- β坐标平面Vref角度,可计算出该主扇区。如图2和图3所示,每个主扇区均位于固定角度范围内。例如,第一个主扇区的角度范围为。还可以计算第二个主扇区的角度范围,其为
。因此,第一个和第二个主扇区之间的重叠区域,会延伸到两个相邻区域。这些重叠区域增加了主扇区的计算难度。为了规定每个扇区的独占角度区域,我们可重新定义主扇区,如图6所示。
图6 主扇区新定义
利用图6所示定义,每个主扇区都有其自己的角度区域及其自己的子扇区。
鉴于图7所示3相电压波形,相应主扇区被标记在正确位置。由图7,表3总结了主扇区编号与3个相位元素之间的关系,其可帮助轻松确定主扇区。
图7 主扇区位置
表3 主扇区确定方法
4 子扇区过程
在2级SVPWM中,第1步是找出可确定停顿矢量的扇区编号。第2步是,计算每个所选矢量的停顿时间。根据第1章中3级SVPWM原则,当确定主扇区且所有矢量均映射到主扇区时,可使用与2级SVPWM相同的过程来确定子扇区,并计算每个停顿矢量的停顿时间。这种过程算法在许多文章中都有介绍,因此本文将不再讨论子扇区确定方法和停顿时间计算方法。
尽管我们可以通过子扇区方法找出每个矢量的停顿时间,但是每个功率开关的占空比分布比2级SVPWM要复杂得多。3级SVPWM拥有6对补偿功率开关,其意味着,当我们得到所选矢量的停顿时间时,必须计算出6个占空值。为了简化占空比计算过程,本文介绍一种有效的方法,用于轻松地计算每对功率开关的占空比。
我们同样以主扇区1作为例子。根据图4,R相位没有N状态。除此以外,如果选择OON、ONO和OOO,用于矢量映射,则S和T相位没有P状态。就R相位而言,用1代替P状态,并用0代替O状态。就S和T相位而言,用1代替O状态,用0代替N状态。结果是,与2级SVPWM相同的矢量图。图8显示了这种操作过程。
图8 状态代替
在完成2级SVPWM过程以后,可知道3个矢量的停顿。如图8所示,Tx为100停顿时间,Ty为110停顿时间,而Tz为111和000停顿时间。因此,我们可以利用中心对齐PWM输出模式,计算出3对补偿功率开关的3个占空比(d1、d2和d3);本例所得矢量序列为000→100→110→111→110→100→000。图9左边显示了2级SVPWM中3对补偿功率开关上级开关的状态,其被称作中心对齐SVPWM。
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