異步電機(jī)矢量控制算法基礎(chǔ)（下）

5.6 ）SVPWM實(shí)現(xiàn)過(guò)程

從上節(jié)的分析可知，哪幾個(gè)電壓空間矢量和其作用的時(shí)間是SVPWM的兩個(gè)根本的問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)SVPWM，仿真搭建時(shí)需要注意和解決的幾個(gè)問(wèn)題。

（1）、電壓空間矢量所在扇區(qū)的判斷；

（2）、基本矢量作用時(shí)間的計(jì)算；

（3）、基本矢量的作用順序及扇區(qū)切換點(diǎn)時(shí)間確定。

只要解決以上3個(gè)問(wèn)題，就能實(shí)現(xiàn)SVPWM。

下面我們用一個(gè)小例子來(lái)理解PWM信號(hào)。圖2是一個(gè)直流電路，它有一個(gè)電阻，一個(gè)開(kāi)關(guān)，一個(gè)燈泡，和一個(gè)驅(qū)動(dòng)燈泡的10V直流電壓源。我們?nèi)绾文艿玫?.5V電壓驅(qū)動(dòng)下的燈泡亮度呢？

5.6.1 ）SVPWM理論講解

該狀態(tài)對(duì)應(yīng)的電機(jī)繞組連接圖如下：

5.6.1 ）扇區(qū)判斷

5.6.2 ）基本矢量作用時(shí)間計(jì)算

5.6.3 ）基本矢量的作用順序及扇區(qū)切換點(diǎn)時(shí)間確定

5.7 ）小結(jié)

電壓空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM ,Space Vector Pulse Width Modulation）是從控制電機(jī)中推導(dǎo)出來(lái)的。由于電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，可以把逆變器和交流電機(jī)當(dāng)成是一個(gè)整體考慮，按照交流電機(jī)產(chǎn)生圓形磁場(chǎng)來(lái)控制逆變器，這時(shí)的逆變器輸出波形會(huì)更好。SVPWM也可以叫磁鏈跟蹤控制，它是在假象的靜止坐標(biāo)系下控制不同電壓矢量得到的。SVPWM算法的理論基礎(chǔ)是平均值等效原理，即在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期Ts內(nèi)通過(guò)對(duì)基本電壓矢量加以組合，使其平均值與給定電壓矢量相等。所以SVPWM的實(shí)質(zhì)就是用逆變器可輸出的電壓空間矢量與作用時(shí)間的線性組合去逼近所期望的電壓空間矢量，具體的做法就是對(duì)逆變器中功率器件的開(kāi)通和關(guān)斷狀態(tài)進(jìn)行正確控制。

2.2****仿真建模

2.2.1電機(jī)參數(shù)

2.2.2電機(jī)運(yùn)行的工況

仿真中異步電機(jī)的參數(shù)如上表所示。仿真運(yùn)行的采樣率為5K，在0.7秒前，速度參考值設(shè)為1500r/min，在0.7秒后參考速度設(shè)置為1000r/min。在0.4秒前，電機(jī)空載，在0.4秒之后給電機(jī)加14N.m的負(fù)載。

2.2.3仿真波形分析

圖2-6 仿真波形變化情況

從上圖可知，電機(jī)轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，實(shí)際值能快速跟蹤上參考值。在突加載的情況下，速度有跌落的現(xiàn)象，但能夠快速恢復(fù)到原穩(wěn)態(tài)值。轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量能夠?qū)崿F(xiàn)完全解耦，且定子電流隨電機(jī)的加載情況做出相應(yīng)的變化。整體來(lái)說(shuō)，仿真運(yùn)行的情況與理論相符，驗(yàn)證所搭的異步電機(jī)矢量控制仿真系統(tǒng)的可行性和有效性。

2.3、 總結(jié)

FOC控制的本質(zhì)其實(shí)就是解耦。借助電角度，把三相側(cè)電流變換到旋轉(zhuǎn)兩相側(cè)(也就是clark,park變換)，然后在旋轉(zhuǎn)兩相側(cè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和磁鏈的單獨(dú)控制。以上的分析都是依托于MATLAB/simulink仿真進(jìn)行的，接下來(lái)會(huì)嘗試進(jìn)行硬件平臺(tái)方面的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)并結(jié)合現(xiàn)在工業(yè)中使用的FOC進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)異步電機(jī)矢量控制。