关键字 |
| 自然,空间矢量调制,电压源逆变器。 |
介绍 |
| 电压源逆变器(VSI)已经广泛应用于生产的三相非正弦quasi-square波电压和矢量分析也被应用于分析这些逆变器[1,2]。正弦波形的生产从这些逆变器已经完成与熟悉的空间矢量调制方法[3 - 5]这是应用于三相功率因数统一ac dc转换器会先和霍尔兹[6]。空间矢量调制(SVM)技术调节的相邻固定交换空间向量quasi-square波驱动产生可变电压和变频正弦输出,与旋转合成电压空间矢量显示一个圆形轨迹。然而,产生的合成电压空间矢量的轨迹quasi-square逆变器被报道在自然(2、7)六角小重点是放在它的起源。此外,使用线的选择或合成的数量在生产阶段转换的空间向量quasi-square波驱动和磁轴提到,没有阐述了文献中。 |
| 本文探讨了线和相电压和相应的转换空间向量quasisquare波产生的电压源逆变器。介绍了虚拟线和相电压磁轴和线之间的关系和相电压切换空间向量。相邻的交换空间向量的过程自然调制quasi-square波驱动和调制这种自然发生的条件是开发和与实验结果的支持。 |
相关工作 |
| 三相系统的向量表示的基础奠定了公园[8]和克隆亚麻[9],和向量法的应用分析,提出了电机科瓦奇和Racz [10]。他们开发了电机的瞬态数学模型并显示这些机器的物理现象发生。向量法现在广泛应用于电压源的分析空间矢量调制逆变器。 |
逆变器开关状态 |
| 三相电压源逆变器的生产能力的变量输出电压和频率显示在数字信号处理器(DSP)控制图1的dc-to-ac转换器。 |
| 逆变器由六个晶体管Q1to Q6,伴随着各自的反向二极管D1to D6。每个逆变器的腿提要的明星连接平衡负载collector-emitter连接标签,B和c的变频器是美联储供应voltageVdcfrom滤波电容器,利用DSP控制的开关晶体管。这个逆变器的操作约束必须确保两个晶体管逆变器的腿不同时打开,逆变器的输出电流必须是连续的。这些约束产生八个可能的逆变器的操作状态。6这些国家产生一个非零的输出电压和被称为零切换状态,而其他两个产生零输出电压和被称为零状态[2、7、5、11、12)。八个开关状态如图2所示(一个)。 |
| (i)所示的开关序列(vi)的图2 (a),被用来产生一个三相逆变器的输出电压。上开关的切换序列开始的腿腿B和C的和较低的开关打开。由于上层交换机连接到p,滤波电容器的积极和较低的开关到n,负的滤波电容器,这种状态是指定aspnn。每个后续的状态是由开关晶体管逆变器的一条腿。 |
| 州(i)的序列(vi),回到图2 (a) (i)是由开关晶体管在腿B, a, C, B, a和C,因为有六个活动周期切换状态,然后每个开关状态跨越T / 6秒,其中T是周期输出的线电压波形。 |
线电压切换空间向量 |
| 系统产生的三相线电压逆变器,开关状态时执行的序列数据。2 (A)(我)2 (A) (vi)形成一个循环操作。线电压由还有VAB, VBC, VCA、每个阶段的120°与其他在给定的序列。产生的线电压开关状态在图2(一个)(我)是由: |
 |
| 图4 (i)逆变器输出电压波形。(一)Quasi-Square波线电压波形(b)六相电压波形。图4 (2)。线和相位切换空间向量和虚拟磁轴 |
| Kovacs[13]如上所述的合成电压矢量的三相系统电压提供给三相电动机的定子是由: |
 |
| 同样,合成电压矢量电压的三相系统由一台发电机的三相定子也是由Eq。(2)的决议¯害怕一个½¯害怕½L,沿线电压磁轴,产生三相系统的瞬时线电压。Eq。2产生的合成电压矢量来表示图1的三相电压源逆变器,并在Eq代表向量。(2)通过他们的瞬时值和空间位置的线电压虚拟磁轴的结果 |
 |
| 还有VAB, VBC VCA,瞬时电压大小和exp (-j30), exp (j90)和exp (j210)各自的空间位置的线电压三相系统的虚拟磁轴产生的电压源逆变器。用情商的瞬时电压。(1)在Eq。(3)收益率: |
 |
| 线和相电压三相系统的虚拟磁轴电压,由图1的三相逆变器,线电压向量,为开关状态及其合成并通过图2 (b)所示。 |
| 必须指出的图1三相电压源逆变器没有磁轴在基于三相发电机。然而,由于两个系统产生三相电压,图1的电压源逆变器可以被认为拥有虚拟相位和电压磁轴,类似于一个三相发电机。由于瞬时相位和线电压是位于三相定子的磁轴(13、14),然后,瞬时相位和图1的线电压的电压源逆变器将躺在其虚拟磁轴,如图2所示(b)。上面的应用程序其他五个零,两个零开关状态在图2 (b),生产的线电压切换空间向量,一个¯害怕½¯害怕一个½LHKas表1所示,k = 1, 2 .... 6。三相逆变器电压波形,以及随之而来的线电压空间矢量切换从表1所示Figures4图4 (i)和(ii)。 |
| 产生的线电压空间矢量切换三相quasi-square波图4 (a)(我),都是常数的大小(2 / 3)¯害怕害怕一个½¯½dc和每存在一段时间等于T / 6秒左右,其中T是波形的周期。六个零合线电压空间向量表示的一般表达式: |
 |
线电压空间向量的旋转 |
| 线电压切换空间vectorsA¯害怕一个½¯害怕一个½LHK如图4所示(ii)是静止的空间向量,每个在太空中占据一个固定的位置。图4(我)(一个)显示,每个交换空间向量是活跃的T / 6秒钟,他们生产的sequenceA¯害怕一个½¯害怕一个½LH1,一个¯害怕½¯害怕一个½LH2 throughA¯害怕一个½¯害怕一个½LH6。秋天还有VAB fromVdc为零,从0 toVdc VBC的崛起,导致交换空间的衰变vectorA¯害怕一个½¯害怕一个½LH1和交换空间的增长vectorA¯害怕一个½¯½LH2的害怕。假设的下降速度还有VAB等于VBC崛起的速度,自然合成电压空间矢量的旋转内部门1可以检查。自交换空间的生产vectorA¯害怕害怕一个一个½¯½LH2遵循,害怕¯一个½¯害怕一个½LH1并通过两个晶体管的开关腿B的逆变器,只有波形VABand VBCwill检查间隔的担忧,因为波形VCAis腿B转换的影响。图6 (a)检查还有VAB andVBC波形上述区间。 |
| 的时间间隔检查图6 (a),线电压VCAis不变,它的值是直流。三个值的线电压还有VAB和VBC记录时间间隔Tm的图6 (a),当这些电压变化从旧到新值。*由Tm1表示,Tm2 Tm3,所有在Tm,相应的线电压: |
 |
| 被固定在空间。只有在短时间间隔Tmwhen线电压大小变化,合成电压空间矢量的旋转发生如图6所示(一个)。因此,600年的运动沿着线电压波形是由600年行业形成了六边形图4(2),和时间的合成电压空间向量来遍历这个600部门用Tm。因此,空间矢量旋转只发生在它们产生的电压大小发生变化。在一个周期的操作,合成线电压空间vectorV L旋转到3600年,有一个线电压六边形的轨迹图4(2),在图1的电压源逆变器驱动平衡star-connected统一功率因数负载。 |
| 图7 (a)是一个示波器显示照片的线电压VABand VBCduring Tm的崛起,同时,图7 (b)显示的照片合成的轨迹线电压空间矢量六世。 |
| 空间矢量调制的理论提出了[3 - 5]执行强制调制邻交换空间向量来实现一个圆形轨迹合成的电压空间矢量在生产quasi-square波线电压波形的正弦电压。然而,生产六角轨迹产生的合成电压矢量的quasi-square波逆变器,表明相邻固定交换空间矢量调制自然是由于线电压的下降和上升,从而产生一个旋转合成电压矢量的轨迹是一个六边形。 |
相电压空间矢量 |
| 负载电压范阶段,VBNand VCN,图2中的八个开关状态(a)获得使用三线电压为每个国家生产。这些阶段电压记录在表1及其波形绘制在图4中(我)(b)。考试的阶段和线电压波形如图4所示(我)显示,相电压滞后30°的线电压,从而导致30°之间的相移线和相电压的虚拟磁轴图2 (b)。此外,相电压波形图4(我)(b)的六步电压波形,因为有六个步骤循环电压。使用[13],合成一个三相相电压矢量系统是由, |
 |
| 在Eq代表向量。(14)的相电压的瞬时值和空间位置的虚拟磁轴产量, |
 |
| whereVAN, VBNand VCN瞬时相电压的大小和ej120 ej240各自的空间位置的虚拟磁轴相电压。用表1在情商的瞬时相位电压。(15)产量, |
 |
| 六个零合相电压转换空间的向量。合成相电压切换空间向量得到图2 (a)如图4所示(ii)和表1中给出。 |
| 从表1可以看出线电压切换空间向量是3乘以相同行,但线和相电压空间矢量切换占据相同的位置空间,然而,他们的虚拟磁轴流离失所30°。这表明线或相电压分析可以执行和转换从一个到另一个的3倍。这反映在合成线和相电压切换空间向量方程式。(5)和(16)。 |
结论 |
| 本文提出了自然空间矢量调制的存在,负责行业内的空间矢量旋转产生的六边形的合成电压空间矢量quasi-square波或六步电压源逆变器驱动。这种自然的存在空间矢量调制与实验结果的支持。虚拟磁轴的问题也被提出作为一种生产合成电压源逆变器的电压空间矢量驱动器。表明是众所周知的空间矢量调制技术,利用相邻交换空间矢量合成可变电压和频率正弦波形的电压源逆变器,它的起源从自然获得的调制过程,发生在一个quasi-square波或六步电压源逆变器驱动。 |
表乍一看 |
 |
| 表1 |
|
数据乍一看 |
|
|
|
引用 |
- •霍尔茨J。,“Pulsewidth Modulation for Electronic Power Conversion,” Proceedings of the IEEE, Volume: 82, Issue: 8, pp. 1194-1214, 1994.
- Sasi D,系统进行条目设置。,and Kuruvilla, J., “Modelling and Simulation of SVPWM Inverter Fed Permanent Magnet Brushless DC Motor Drive,” IJAREEIEVol. 2, Issue 5, pp. 1947-1955, May 2013.
- 玻色,b K。,“Power Electronics and Variable Frequency Drives: Technology and Applications,” IEEE Press, New York, p. 159, 1997.
- 拉希德,m . H。,“Power Electronics: Circuits, Devices and Applications,” Pearson Prentice Hall, New Jersey, p. 271, 2004.
- HimamshuPersad, V。,“Analysis and Comparison of Space Vector Modulation Schemes for Three-leg and Four-leg Voltage Source Inverters,”Master of Science Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, 1997.
- 会,一个。,and Holtz, J.,“Multiloop Control of a Unity Power Factor Fast-Switching AC to DC Converter,” IEEE Power Electronics SpecialistsConference, Cambridge/Ma., pp. 171-179, 1982.
- 阿尔泰,S。,and Gungor, S., “Analysis and Comparison of Space Vector Modulation Schemes for Inverter with Sinusoidal Output Current byUsing DSP Controller,” Istanbul Technical University, Faculty of Electrical & Electronic, Dept. of Electrical Engineering, Istanbul, Turkey.
- 公园,右,“Two-Reaction Theory of Synchronous Machines”, AIEE Trans. No.48, 1929, pp.716-730 and no. 52, pp.352-355, 1933.
- 克隆亚麻,G。,“The Application of Tensors to the Analysis of Rotating Electrical Machinery”, Schenectady, NY, USA, General Electric Review,1942.
- 科瓦奇,伙夫,and Racz, I., “TransienteVorgange in Wechselstrommachinen”, Budapest, Hungary, Akad.Kiado, 1959.
- 大手帕,Banupriya K。Subrahmanyam表示,JBV。,Sikanth Ch。M。玛,M。,“Space Vector PWM Technique for 3phase Voltage SourceInverter Using Artificial Neural Network,” IJEIT, Vol. 1, Issue 2, February 2012.
- 1 Neacsu, d . O。,“Space Vector Modulation – An Introduction,” The 27th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2001.
- Kovacs p K。,“Transient Phenomena in Electrical Machines,” Elsevier Science Publishers, 1984.
- 四,R。,“A Self-Starting Method and an Apparatus for Sensorless Commutation of Brushless DC Motors,” WIPO Publication No. WO2006/073378 A1, 2006.
|
菜单
