空间矢量脉宽调制技术在交流感应电机控制中的应用.pdf

空间矢量脉宽调制技术在交流感应电机控制中的使用 前言： 由于交流感应电机的可靠性、 坚固耐用、相对的低成本，它在许多应用领域已经 渐渐地取代了直流电机。 现在在许多工厂中的空气压缩机都是用交流感应电机来驱动的。 速 度控制交流感应电机可以节省大量的电能。 在交流电机的中， 空间矢量脉宽调制技术已经变 成了流行的技术。其控制方法与仿真如下所述。 关键词：空间矢量脉宽调制；交流感应电机；仿 真。 I. 绪论 随着可关断晶体管、 大功率管、 隔离栅双极晶体管等晶体管工作特性的的进步， 频率转 换方法使用在电机速度控制中正在变得越来越流行。 脉宽调制变流器使在电机中控制电压和 电流的频率和大小的数量级成为了可能。 因此， 相对于固定频率的电机驱动， 脉宽调制换流 电机驱动可以提供更好的效率和更高的性能。 现在有正弦曲线、 过度、 和相对空间矢量脉宽 调制等几种技术。 空间矢量脉宽调制方法不仅可以产生转动磁场而且可以更好地提高电压的 利用率。 此 外 ， 在 如 今 仿 真 技 术 已 经 变 成 了 一 种 解 决 一 些 重 要 工 程 问 题 的 技 术 方 MATLAB/simulink 仿真软件是一个非常重要的仿真软件，在我们产生产品之前，很有必要 利用仿真软件去实现产品的可行性。 II. 空间矢量脉宽调制技术 A. 空间矢量脉宽调制技术的简介： 空间矢量脉宽调制引用了由三相功率转换器是最上面的三个功率三极管组成的一个特 殊矩阵。和直接正弦曲线调制技术相比，在应用于交流电机调相中时 ,空间矢量脉宽调制电 压和电流的输出端可以产生极少的波形失真，并且可以提供更高效率的电压补给。 典型的三相电压源功率变流器的结构如图 In Fig 所示。在应用于应用于电机的绕组中 时 Va, Vb and Vc 时电压的输出端。 Q1 到 Q6 六个功率晶体管形成输出端， 他们由 a, a’, b, b ’, c and c’六段控制。在交流感应电机的控制中，当最上端的功率管转换时，相应的下面的功 率管是关断的。开和关的状态对于上端 Q1 ，Q3 和 Q5 是等同的， a，b 和 c 端在电压输出端 的估值是很足够的。 Fig.1 三相功率转换器图 转换可变矢量 [a, b, c]t 之间的关系、行与行之间的的电压矢量之间的关系 [Vab Vbc Vca]t 、输出相电压矢量之间的关系如下（ 1）、（2 ）式所示。 B. 转换方式和基本空间矢量 如图 in Fig.1 所示。在上部的三个功率晶体管的开和关的组合状态有八种可能的组合。 注意到下部的功率管的开关状态和上部的功率管的是相反的， 所以一旦上部的三个功率管的 开关状态确定了，下部的功率管的状态就可以完全确定了。根据式（ 1）、（2 ），在直流电源 下的八种组合开关管的状态组合和行与行之间的输出矩阵和相电压如 Tab.1. 所示。 Tab.1 设备的开关状态和相应的输出电压 C.定子电压的 ( α , β) 结构表达 在 FOC 的运算法则中，控制变量可表达在一个转置结构中。电流矢量 Isref 可以直接控 制在规定的参考电压矢量中经过 Park-1 转换的矩阵。这个基准电压矢量可以在