如何簡化兩電平SVM調(diào)制方法詳細(xì)說明

簡化兩電平SVM法

首先我們先來看一下最近三矢量NTV法和簡化兩電平SVM法扇區(qū)劃分的比較，見下圖：

最近NTV法 簡化兩電平法

為了能夠保證參考矢量在同一個扇區(qū)內(nèi)可以使用相同的空間矢量，避免輸入電流方向在一個扇區(qū)內(nèi)發(fā)生變化，就需要將最近三矢量法的扇區(qū)劃分順時針旋轉(zhuǎn)30°來得到新的扇區(qū)劃分。

我們以第I扇區(qū)來看，此時有Ua＞0，Ub＜0，Uc＜0，當(dāng)忽略濾波電感的影響時，可認(rèn)為參考矢量與輸入電流同相位，即ia＞0、ib＜0、ic＜0，則A相能輸出的電平為正和零，B和C相能輸出的電平為負(fù)和零。可知在第I扇區(qū)內(nèi)每相輸出的電平數(shù)為2個，故該扇區(qū)內(nèi)部有23個矢量，即Vs1+(poo)和Vs1-(onn)、Vs6-(ono)和Vs2-(oon)、V0(ooo)和VL1(pnn)、VM1(pon)和VM6(pno)。

三電平矢量 兩電平等效矢量

由這8個矢量和其邊界點構(gòu)成一個六邊形，如上左圖。將這些矢量減去對應(yīng)扇區(qū)的小矢量Vs1+(poo)和Vs1-(onn)，得到相應(yīng)的矢量V'1~V'6和V'0，如上右圖。新的矢量構(gòu)成了一個以小矢量的端點為中心的正六邊形，細(xì)分的話可以分為六個子扇區(qū)(A\B\C\D\E\F區(qū))。

鑒于兩電平SVM在扇區(qū)判斷和計算矢量作用時間上的簡便，所以我們可以借用兩電平調(diào)制的原則進行一下等效處理。當(dāng)參考矢量Vref位于上左圖所示位置的時候，經(jīng)過矢量變換，也就是減去短矢量之后可以得到上右圖所示位于A區(qū)的參考矢量V'ref，此時依據(jù)兩電平SVM調(diào)制的原則，將V'1、V'2和V'0作為合成V'ref的基本矢量，由伏秒平衡可知：

其中，Ts為開關(guān)周期，T1、T2、T0分別為矢量V'1、V'2和V'0的作用時間。

根據(jù)原矢量和變換后矢量的關(guān)系，用原矢量代入上式，再根據(jù)矢量配置的簡便性和中點電壓平衡控制來確定。

以第I扇區(qū)A子扇區(qū)為例來介紹一下各矢量作用時間的計算過程。取新的參考矢量V'ref再坐標(biāo)軸α'和β'的投影Vα'和Vβ'，則

可以得到對應(yīng)矢量的作用時間，為

當(dāng)新參考矢量V'ref不在I-A子扇區(qū)內(nèi)，我們可以通過旋轉(zhuǎn)矢量ejφ，將其旋轉(zhuǎn)至I-A扇區(qū)，再以上式來計算作用時間。矢量旋轉(zhuǎn)公式如下，i=1，2.....，5，其中當(dāng)參考矢量位于I-B時i=1，位于I-C時i=2，以此類推。

下圖是∥扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至I扇區(qū)的圖：

對于SVM來說，每個扇區(qū)都會有小矢量參與合成目標(biāo)矢量，同時矢量順序的配置需要滿足以下原則：

①矢量每次切換時僅有一個開關(guān)動作，也就是說僅有一相狀態(tài)變化；

②矢量的作用順序?qū)ΨQ配置；

③將小矢量安排再整個序列的首末和中間位置。

總之，矢量安排的一般順序為：小矢量--其他矢量--小矢量--其他矢量--小矢量，小矢量有兩種選擇即Vs+和Vs-，則根據(jù)矢量選擇結(jié)果、作用時間和配置順序可以得到三相驅(qū)動信號的波形和占空比的大小。

大家可以看看下面的第I扇區(qū)矢量配置順序：

可以看出，該子扇區(qū)內(nèi)各矢量VL1、VM1、Vs1+和Vs1-作用時間分別為T1、T2、Tp和T0-Tp，那么我們可以得到各相占空比：

值得注意的是，當(dāng)目標(biāo)矢量處于不同扇區(qū)的時候，驅(qū)動信號的形式和占空比的表達(dá)式都是不相同的。