1、 變頻器基本構(gòu)成變頻器基本構(gòu)成n高頻整流部分n恒壓頻比逆變部分 目錄目錄n 空間矢量調(diào)制技術(shù)n 整流器的雙閉環(huán)控制n 逆變器的恒壓頻比控制空間矢量調(diào)制技術(shù)（空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）n整流和逆變部分都采用空間矢量調(diào)制技術(shù)，SVPWM的理論基礎(chǔ)是平均值等效原理，即在一個開關(guān)周期TPWM內(nèi)通過對基本電壓矢量加以組合，使其平均值與給定電壓矢量相等n(1) SVPWM優(yōu)化諧波程度比較高，消除諧波效果要比SPWM好，實(shí)現(xiàn)容易，并且可以提高電壓利用率。n(2) SVPWM比較適合于數(shù)字化控制系統(tǒng)空間矢量調(diào)制技術(shù)（空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）n三相相電壓ua、ub、uc合成的電壓空間矢量為22jjj(

2、)332outabcm2()3tUuu eu eU eambmcmcos2cos()32cos()3uUtuUtuUt空間矢量調(diào)制技術(shù)（空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）n當(dāng)a，b或c為1時(shí)，逆變橋的上橋臂開關(guān)管開通，其下橋臂開關(guān)管關(guān)斷(即a，b或c為0)；反之，當(dāng)a，b或c為0時(shí)，上橋臂開關(guān)管關(guān)斷而下橋臂開關(guān)管開通(即a，b或c為1)。由于同一橋臂上下開關(guān)管不能同時(shí)導(dǎo)通，則上述的逆變器三路逆變橋的組態(tài)一共有8種22jjdc33out2()3UUabece空間矢量調(diào)制技術(shù)（空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）空間矢量調(diào)制技術(shù)（空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）PWMout102600000111()TUTU

3、TUT UU或120PWMTTTT11PWM2260PWMoTUUTTUUTU U6060U U60602U Udcdc/3/3和和U U0ut0utU Um mm1PWMdcm2PWMdcmoPWMdc3sin()33sin(13cos()6UTTUUTTUUTTU空間矢量調(diào)制技術(shù)（空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）n(1) 判斷電壓空間矢量Uout所在的扇區(qū)N315462扇區(qū)ref1ref2ref333UuUuuUuu 定義三個變量定義三個變量A A，B B，C C通過分析可以得出：通過分析可以得出：若若U Uref1ref100，則，則A=1，否則，否則A=0；若若U Uref2ref200

4、，則，則B=1，否則，否則B=0；若若U Uref3ref300，則，則C=1，否則，否則C=0。令令N=4*C+2*B+A，則可以得到，則可以得到N與扇區(qū)的關(guān)系，得出與扇區(qū)的關(guān)系，得出U Uoutout所在的所在的扇區(qū)扇區(qū)空間矢量調(diào)制技術(shù)（空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）(2) 確定各扇區(qū)相鄰兩非零矢量和零矢量作用時(shí)間12060PWMPWM260PWMcos3sin3TTuUUTTTuUTPWM1dcPWM2dc3( 3)23TTuuUTTuU空間矢量調(diào)制技術(shù)（空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）n(2) 確定各扇區(qū)相鄰兩非零矢量和零矢量作用時(shí)間N123456T1ZY-Z-XX-YT2Y-XXZ-Y

5、-ZT0T0TPWM-T1-T2PWMdcPWMdcPWMdc333()233()2TuXUTYuuUTZuuU同理，以此類推可以得出其它扇區(qū)各矢量的作用時(shí)間，可以令同理，以此類推可以得出其它扇區(qū)各矢量的作用時(shí)間，可以令如果當(dāng)如果當(dāng)T T1 1+T+T2 2TTPWMPWM，必須進(jìn)行過調(diào)制處理，必須進(jìn)行過調(diào)制處理，則令則令: :11PWM1222PWM12TTTTTTTTTT空間矢量調(diào)制技術(shù)（空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）(3) 確定各扇區(qū)矢量切換點(diǎn)N123456Tcmp1TbTaTaTcTcTbTcmp2TaTcTbTbTaTcTcmp3TcTbTcTaTbTaaPWM12ba1cb2()/

6、 4/ 2/ 2TTTTTTTTTT三相電壓開關(guān)時(shí)間切換點(diǎn)三相電壓開關(guān)時(shí)間切換點(diǎn)Tcmp1、Tcmp2、Tcmp3與各扇區(qū)的關(guān)系與各扇區(qū)的關(guān)系空間矢量調(diào)制技術(shù)（空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）整流器數(shù)學(xué)模型整流器數(shù)學(xué)模型ui RLdidtS uui RLdidtS uui RLdidtS uCdudtiiS iS iS iisaaaadcsbbbbdcsccccdcdcdcLa ab bc cL*整流器的能量傳輸整流器的能量傳輸n輸入有功電流Id和功率P均與整流器交流輸入端電壓U1有關(guān)，如果U1滯后于電網(wǎng)電壓Us，滯后角為正，此時(shí)有功電流和功率均為正，即電網(wǎng)向整流器輸出有功。反之，如果U1超前電

7、網(wǎng)電壓，滯后角為負(fù)，有功電流和功率均為負(fù)，即整流器將直流側(cè)電能變成交流電壓送給電網(wǎng)，整流器此時(shí)處于逆變狀態(tài)n輸入無功電流Iq和功率Q也與整流器輸入端電壓U1有關(guān)， 如果U1幅值大于電網(wǎng)電壓Us幅值無功電流Iq和功率Q為負(fù)值，電網(wǎng)向整流器輸出容性無功或者電網(wǎng)向整流器吸收感性無功。反之如果U1幅值小于電網(wǎng)電壓幅值， 則電網(wǎng)向整流器輸出感性無功，或者電網(wǎng)向整流器吸收容性無功s1UcosUs1UcosUClark變換變換XTXXTXabcabcabcabcClark變換111222 333022abcT T abc1012321232 Park變換變換dqabcdqabcabcdqabcdqXTXXT

8、XPark變換 TdqttttcossinsincosTTdqdqtttt1cossinsincosdq坐標(biāo)變換的意義坐標(biāo)變換的意義n對輸入電流進(jìn)行解耦控制，使d q 軸上電流相互獨(dú)立控制，分解成有功分量和無功分量，可以提高功率因數(shù)坐標(biāo)系坐標(biāo)系ui RLdidtS uui RLdidtS uui RLdidtS uCdudtiiS iS iS iisaaaadcsbbbbdcsccccdcdcdcLa ab bc cL*didtdidtdudtRLSLRLSLSCSCiiuLLCuuidcdcssL0032320100010001*、dq坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型對比坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型對比didtdidt

9、dudtRLSLRLSLSCSCiiuLLCuuidcdcssL0032320100010001*didtdidtdudtRLSLRLSLSCSCiiuLLCuuidqdcdqdqdqdcsdsqL*32320100010001dq坐標(biāo)系下坐標(biāo)系下PWM整流器模型整流器模型S*dudc1sC321sLRLL1sLR+-+-+-iLidc+-idiqS*qusdusqurdurqi*dSdudc1sC321sL RLL1sLR+-+-+-iLidc+-idiqSqusdusqurdurqL-L+Gid(s)Giq(s)i*qGu(s)u*dc-整流器模型逆變器主電路逆變器主電路逆變器的恒壓頻比控

10、制逆變器的恒壓頻比控制n根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，可以通過改變電機(jī)的供電頻率來改變來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，但同時(shí)也必須協(xié)調(diào)地改變電機(jī)的供電電壓，保證電機(jī)的磁通恒定n電機(jī)定子每相感應(yīng)電動勢的有效值為n電機(jī)的端電壓與感應(yīng)電動勢的關(guān)系n當(dāng)定子頻率較高，感應(yīng)電動勢也較大，可以忽略定子阻抗，認(rèn)定定子相電壓等于感應(yīng)電動勢，則NsssskNfE44. 4ssssIRE UssNsssfUKkNf44. 4Us逆變器的恒壓頻比控制逆變器的恒壓頻比控制n恒壓頻比變頻調(diào)速原理圖逆變器的恒壓頻比控制逆變器的恒壓頻比控制nGI模塊：積分給定模塊，使頻率逐步上升nGian:使積分常數(shù)不受放大器偏差的影響nSaturaction:設(shè)定積分常數(shù)，調(diào)節(jié)上下限可以調(diào)節(jié)輸出曲線的上升斜率逆變器的恒壓頻比控制逆變器的恒壓頻比控制0UffUUNN)3(*)2(*2sin*) 1 (uuuua3*2)3(*)2(*2sin*) 1 (uuuub3*2)3(*)2(*2sin*) 1 (uuuucu(1)=Uu(2)=fu(3)=t人