三电平空间矢量详解

0. 前言

        空间矢量PWM控制策略是依据变流器空间电压切换来控制变流器的一种新颖思路的控制策略。最早由日本学者在20世纪80年代初针对交流电动机变频驱动而提出的,主要思路在于抛弃了原有的正弦波脉宽调制,而是采用逆变器空间电压的矢量以获得准圆形旋转磁场,从而在不高的开关频率下,使交流电动机获得较SPWM控制更好的性能。

        下文所针对的拓扑均是指三桥臂三电平中点钳位结构,如下:

        以下是个人观点:

        空间矢量在三桥臂三相四线的应用环境下作用不大,而在三相三线环境下,由于可以叠加入部分零序信号,能大大提升直流电压利用率,从而可以降低直流电压,提升整机效率。

1. 坐标变换

        由于日常所使用的三相静止坐标系(a-b-c坐标系),各相之间是有耦合的,为了实现解耦,简化数学模型,从而使其更容易进行分析和控制。通常是需要进行坐标变换,将三相静止坐标系(a-b-c坐标系)转换为两相静止坐标系(α-β坐标系),或者进一步转换为两相旋转坐标系(d-q坐标系)。

    设三相交流系统各相电压为:

                

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