基于分類算法的雙三相感應(yīng)電機SVPWM

　　摘要：傳統(tǒng)的SVPWM算法，因其涉及較多的扇區(qū)判斷、三角函數(shù)計算和平方根運算，其算法較為復(fù)雜。在此首先分析了基于分類算法的SVPWM的基本原理及其在計算效率上的優(yōu)勢。針對雙三相感應(yīng)電機控制的特點，提出基于分類算法的六相逆變器SVPWM控制算法，并進行了實驗驗證。實驗結(jié)果驗證了該控制算法的有效性。

　　關(guān)鍵詞：感應(yīng)電機；雙三相；分類算法；數(shù)字信號處理器

　　1 引言

　　多相感應(yīng)電機交流調(diào)速系統(tǒng)具有可靠性高、轉(zhuǎn)矩脈動小、同等電壓下功率更大等優(yōu)點，是大功率交流變頻調(diào)速的發(fā)展方向之一。雙三相感應(yīng)電機控制系統(tǒng)為其典型代表。傳統(tǒng)的雙三相感應(yīng)電機SVPWM算法，因涉及較多的扇區(qū)判斷、三角函數(shù)計算和平方根運算，其計算與實現(xiàn)較為復(fù)雜。為此，國內(nèi)外學(xué)者研究了大量改進算法。其中，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類算法已經(jīng)應(yīng)用在控制系統(tǒng)中，并且取得了較好的效果。其思想是按照預(yù)先指定的分類標準，將輸入信號通過固定的訓(xùn)練模式進行分類、比較，最終得到較理想的輸出特性。

　　此處首先分析了分類算法的SVPWM原理。其次，采用基于分類算法的SVPWM控制算法，搭建了六相逆變器的SVPWM模型，并對其進行了基于DSP的實驗驗證。

　　2 基于分類算法的SVPWM原理

　　傳統(tǒng)的三相VSR電壓的作用方式及合成原理如圖1所示。

　　定義調(diào)制度為：

　　式中：‖ur‖為參考相電壓幅值；Udc為逆變器直流母線電壓。

　　傳統(tǒng)的SVPWM算法較為復(fù)雜。分類算法的思想是按照一定的分類標準，將輸入?yún)⒖夹盘柾ㄟ^固定的訓(xùn)練模式進行分類和比較，并得到較理想的輸出特性。由于所有進行分類的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值都已知，因此無需對其進行訓(xùn)練。

　　比較網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完成后，在輸入層輸入標幺化的輸入?yún)⒖茧妷菏噶?，則該網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點的值為：

　　net=U·W=‖U‖W‖cosθ （2）

　　由于輸入矢量和權(quán)值矢量均為標幺化，中間節(jié)點的值可由上述兩個矢量夾角的余弦決定。贏得比較的矢量是最靠近輸入矢量的，即比較結(jié)果最大的那個中間節(jié)點會贏得比較。

　　與傳統(tǒng)的SVPWM相比，基于分類算法的SVPWM算法簡單、精確。參考電壓矢量經(jīng)過6個線性單元計算后，其結(jié)果被送入比較網(wǎng)絡(luò)進行處

　　理。其中第k個計算單元為：

　　nk=‖ur‖‖uk‖cos（∠ur，uk），k=1，2…6 （3）

　　通過判斷計算比較單元的兩個最大輸出值ni與ni+1，即可確定出用來合成參考電壓矢量的基矢量ui與ui+1。式（3）計算ni的方法是非線性的，實際應(yīng)用中一般采用文獻的方法進行線性化處理。綜上所述，可得基于分類算法的SVPWM原理框圖如圖2所示。