状态时的空间电压矢量图,合成空间电压矢量V=2E∠00A频器在输出PCN状态时的空间电压 矢量图,合成空间电压矢量V=3E∠300Ba)PNN状态时矢量b)PCN状态时矢量 依次可以画出对应表2中27种开关模式的27个空间矢量,把这些空间矢量 综合为一体,就得到图14所示的菱形空间电压矢量图(图中括弧内依次为 U,V,W相的输出状态)。其中,PCC和CNN,PPC和CCN,CPC和NCN,CP 和NCC,CCP和NNC,PCP和CNC分别对应的空间矢量是一样的,PPP,NNN, CCC都对应零矢量,所以菱形空间电压矢量图中有19个独立的空间电压矢量,其 中一个为零矢量。除了零矢量外,18个空间矢量把圆周360度分为12个小区 间,每个区间占30度空间角度。 图14菱形空间电压矢量图 电压空间矢量控制的基本原理就是用三电平变频器所具有的菱形矢量图中矢 量组合去逼近系统所需要的电压矢量轨迹(稳态时为圆形)。三电平PWM的控制指令 是主控系统根据V控制或者矢量控制等控制策略得到的空间电压矢量给定值 它以某一角速度在空间旋转,其幅值正比于输出电压幅值,其旋转角频 率正比于输出电压频率。 对三电平变频器而言,一般在高速区采取三电平控制方式,其组合空间矢量由 图14中19个空间矢量中的不同空间矢量组成:低速区采取二电平控制方式 其组合空间矢量是由图14中里面的内六角形矢量(CNN,PCC等)和零矢量组合 而成。 由于每种内六角形矢量都对应二种开关状态,零矢量对应三种开关状态。在这 些矢量的开关状态选择时,有二个原则(一是失量切换时,每相的状态只能从P到 C,C到N,或反着变换,不能直接从P到N,或N到P。二是尽量使矢量切换时 状态变换次数少,以减少开关次数,降低开关损耗 图5三电平变频器输出波形 ⊙ )低速运行时电压矢量合成的数学表达式 在低速运行的控制方式下,变频器输出电压空间矢量是由菱形中的内六角形矢 量CNN(PCC),CCN(PPC),NCN(CP, NCC(CPP,NNC(CCP),CNC(PCP)中的2 个相邻矢量与零矢量组成的,上述内六角形矢量有一个共同特征,即在每个矢量的 关模式中,P,N状态不会同时出现,所以输出线电压电平只能为0或士Ed,不会 出现±2Ed,变频器输出线电压为3电平(图15)。现只要分析从矢量 (CNN)位置开始到逆时针方向运行60度至矢量2V (CCN)位置的区间内(见图16), 任意位置的空间矢量的数学表达式,就可以类推其余300度区间电压矢量合成的数 学表达式 图16低速时空间电压矢量合成 取T为一微小时间间隔,如一周期分为6n个时间间隔,则T=1/6nfl(n为变频 输出频率)。现分析在IV 到2V 位置60度弧度内任意位置的矢量riV状态时的空间电压矢量图，合成空间电压矢量 V = 2E∠00 A 频器在输出 PCN 状态时的空间电压 矢量图，合成空间电压矢量 V = 3E∠300 B a) PNN 状态时矢量 b) PCN 状态时矢量 依次可以画出对应表 2 中 27 种开关模式的 27 个空间矢量，把这些空间矢量 综合为一体，就得到图 14 所示的菱形空间电压矢量图(图中括弧内依次为 U，V，W 相的输出状态)。其中，PCC 和 CNN，PPC 和 CCN，CPC 和 NCN，CPP 和 NCC，CCP 和 NNC，PCP 和 CNC 分别对应的空间矢量是一样的，PPP，NNN， CCC 都对应零矢量，所以菱形空间电压矢量图中有 19 个独立的空间电压矢量，其 中一个为零矢量。除了零矢量外，18 个空间矢量把圆周 360 度分为 12 个小区 间，每个区间占 30 度空间角度。 图 14 菱形空间电压矢量图 电压空间矢量控制的基本原理就是用三电平变频器所具有的菱形矢量图中矢 量组合去逼近系统所需要的电压矢量轨迹(稳态时为圆形)。三电平 PWM 的控制指令 是主控系统根据 V/f 控制或者矢量控制等控制策略得到的空间电压矢量给定值 V r(θ ) ri = ，它以某一角速度在空间旋转，其幅值正比于输出电压幅值，其旋转角频 率正比于输出电压频率。 对三电平变频器而言，一般在高速区采取三电平控制方式，其组合空间矢量由 图 14 中 19 个空间矢量中的不同空间矢量组成；低速区采取二电平控制方式， 其组合空间矢量是由图 14 中里面的内六角形矢量(CNN，PCC 等)和零矢量组合 而成。 由于每种内六角形矢量都对应二种开关状态，零矢量对应三种开关状态。在这 些矢量的开关状态选择时，有二个原则：一是矢量切换时，每相的状态只能从 P 到 C，C 到 N，或反着变换，不能直接从 P 到 N，或 N 到 P。二是尽量使矢量切换时 状态变换次数少，以减少开关次数，降低开关损耗。 图 15 三电平变频器输出波形 1) 低速运行时电压矢量合成的数学表达式： 在低速运行的控制方式下，变频器输出电压空间矢量是由菱形中的内六角形矢 量 CNN(PCC)，CCN(PPC)，NCN(CPC)，NCC(CPP)，NNC(CCP)，CNC(PCP)中的 2 个相邻矢量与零矢量组成的，上述内六角形矢量有一个共同特征，即在每个矢量的 开关模式中，P，N 状态不会同时出现，所以输出线电压电平只能为 0 或±Ed，不会 出现±2Ed，变频器输出线电压为 3 电平(图 15)。现只要分析从矢量 1 V ρ (CNN)位置开始到逆时针方向运行 60 度至矢量 2 V ρ (CCN)位置的区间内(见图 16)， 任意位置的空间矢量的数学表达式，就可以类推其余 300 度区间电压矢量合成的数 学表达式。 图 16 低速时空间电压矢量合成 取 T 为一微小时间间隔，如一周期分为 6n 个时间间隔，则 T=1/6nf1 (f1 为变频 器输出频率)。现分析在 1 V ρ 到 2 V ρ 位置 60 度弧度内任意位置的矢量 ri V 中国设计师网自控频道 www.zk.shejis.com