一、线电压矢量
图1 电压源逆变器的结构
根据Park方程,可以将逆变器输出的线电压转化为线电压空间矢量:
二、逆变器的工作模式与开关组合
不论采用哪种调制方法,逆变器最大可能利用到4种开关状态或开关组合和不可以利用的开关状态。本处只以SVPWM调制算法为例展开:
(1)不可以利用的开关状态:{S1与S3同时导通}
{S2与S4同时导通}
{S1-S4均关断}(待机状态)
等等
缺点:中点电压不定,桥臂直通,不可以使用;
(2)可以利用的开关状态
每一个组合决定输出线电压的两个位置,因此第二类开关组合共计可以产生复平面上2个离散的位置固定的非零电压矢量和两个零矢量。
表1 单相电压源逆变器的输出电压基本空间矢量
| N | Idc | UAB | UBC | S1,S2 | S3,S4 | 矢量 | ||
| 1 | iA | Udc | 0 | 1 0 | 0 1 | U1 | 非0 矢量 | 输出线电压 |
| 2 | -iC | 0 | Udc | 0 1 | 1 0 | U2 | ||
| 3 | 0 | 0 | 0 | 1 1 | 0 0 | U3 | 0矢量 | 无线电压输出 |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 0 0 | 1 1 | U4 |
| UAB | UBC |
| Udc | 0 |
以空间矢量U2为例给出U2矢量的空间位置??,将得到的三相输出线电压
| UAB | UBC |
| 0 | Udc |
以此类推,得到电压源逆变器的电压空间矢量分布见图2,零矢量浓缩为一个点,即原点。
按照期望输出线电压过零点划分输出电压区间和选择有效电压矢量,见图3。
(a)空间矢量分布 (b)参考矢量合成
图2 电压空间矢量分布与参考矢量合成
图3 期望输出线电压区间划分与有效电压矢量选择
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当电压源逆变器的直流回路电压为恒定,输出负载为对称,假设其输出相电压幅值为Uomp,输出线电压幅值为UomL,直流回路电流为Udc,线电压开关状态矢量的模为,有以下结论:
输出线电压矢量的合成为参考线电压矢量,其中有效矢量和、零矢量的占空比表达式分别为
方法1 :采用零矢量
正半周:,
负半周:,
方法2 :不用零矢量
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