矩阵变换器-永磁同步电机系统的共模电压抑制.pdf

收稿日期“ “ “ 基金项目航空支撑基金项目 iji f 3 kf g i 图m输出电压矢量及输入电流矢量合成 1 2 3 “ m i j2 g 6 f g h f 5 i 输出电压旋转空间矢量和输入电流旋转空间 矢量在任意时刻由其相邻的两个静止空间矢量通 过‘ a;调制来合成如图m所示“在一个开关周 期n i内 三相输出电压的平均值可由三相输入电 压和对应的调制矩阵合成o例如当输出电压旋转 空间矢量处于p相区q输入电流旋转空间矢量处于 p相区时 三相输出电压的平均值为 YWX YX _ 经过分析发现,电机负载中点电压脉冲的最大 值高达 WX - Y Z [ U \ ]的原因在于‘ 双空间矢量调制变 换器所使用的种不同零矢量,即 U U U , aaa , ,其 大 小 范 围 在 WX - Y Z [ U \ ]W到W X- Y Z [ U \ ]之间, 如图b U所示.实际上,在不同时刻对 个零矢量进行合适的选择可以减小电机负载中点 电压脉冲的最大值.方法是‘在一个输入电流相区 内,总是选择个输入电压中绝对值最小的电压相 量作为零矢量以减小电机中点共模电压0 1 2, 如图 b a所示. 双空间矢量调制方法经过这样的改进后, 负载中点电压脉冲的最大值由原来的 WX - Y Z [ U \ ] 下降为 WX - Y Z [ U \ ]W, 而不影响矩阵变换器的 其它输入输出量. 图b零矢量的构成 c - d . b 1 e TZ e \ - Y de f g ] h e i ] j e h \ 由图b a可见,在输出电压矢量的每一个相区 k l 内,第一个 l 区间和第二个 l区间使用两 个不同的输入相电压作为零矢量.为了尽量减少开 关次数,零矢量的放置顺序必须遵循以下原则‘ 7 在第一个 l区间内,零矢量放置在每个采样周期 的中间 为防止矩阵 变换器输入短路情况发生.在开关状态量6 7 7. 67 8. 9. 6 后面增加一个导通延时环节; 空间矢量调制 中断程序流程图如图 ; Q V K W L E I W A D X B W GW M B G KY K G I A CA Z L E B I A J 仅仅从减少开关切换次数出发.而没有考虑共模电 压因素;通过对零矢量开关状态优化后.共模电压 仿真和实验波形如图5所示.从图中看到共模电压 峰值降为7 ; 5 V K W L E I W A D CM A Y K ZW M B G KY K G I A CA Z L E B I A J \ 结论 7 基本的空间矢量调制法用于矩阵变换器. 其电机端的共模电压峰值等于矩阵变换器输入相 电压的最大值 7 7 ’ R S8T8 8 1’ ]如果合理 选择零矢量.即在开关过程中采用矩阵变换器输入 电压绝对值最小的相作为零矢量.可以减小共模电 压的峰值; 8 原理样机的仿真和实验结果表明.采用改 进的空间矢量调制方法可以使共模电压最大峰值 由原来的 7 7 ’ R S8T8 8 1’降低为7 CM E K CK J I B I A J A D B J K FCA Z L E B CB I g G A J Y K I K _ 2‘ [ [ ;c h A L E Z K 2 A .e“ 2 A E A B Z A A FK c “ H B J H B .2 H J B _ W ; J ; ‘ .8 1 1 3 9 ; 7 5 3 4 - / , 6 3 2 8 8 9 4 D3 5 C 8’ * * L M M “ L “ R S T K U S N 1 U S P / 黄科元贺益康卡松江/矩阵式变换器交流励磁的变 速恒频风力发电系统研究 - /中国电机工程学报 L M M L L L R U U T K U M M 1 U M / Y[W _8 1 E ; 4 Y*X 1 ‘ 4 D H W 3 4 D 1 I 4 D / 4 A 8 F 5 D 5 3 4 3 2 8 4 F 5 4 5 1 6 8 - / , 6 3 2 8 8 9 4 D 3 5 C 8 ’ * * L M M L L L R U U T K U M U 1 U M S / S _a [., W* F 5 6 E J J 7 2 5 3 4 ’ G G /, 6 3 2 /3 / 2 5 3 4 8 5 C 3 9 3 9 E 4 D 5 C 89 F 5 6 ] ; 5 3 4 3 d 8 6 3 A 3 7 5 D 8 A 8 2 5 3 6 4 , V. 2 3 4 A 8 6 5 8 6 G 4 A 8 6 5 8 6F E F 5 8 ’ G G / e P P /6 d 3 4 [ K F / 4 / U P P P K U P S 1 U S M U / Q - [a W a b F 3 9 7 J 3 B8 6 2 3 4 A 8 6 5 8 6 F - * * *\ 6 4 F /, * U P P P U N R T K P Q L 1 P Q P / P Y[H * 7 5 8 9 5 C 6 8 8 1 J C F 8 5 3 5 C 6 8 8 1 J C F 8 5 6 2 3 4 A 8 6 5 8 6 B 5 C 4 J ; 5J 3 B8 6 2 5 3 62 3 6 6 8 2 5 3 4 - / * * * \ 6 4 F3 4 4 9 ; F 5 6 EJ J 7 2 5 3 4 F U P P “ U R S T K U L “ N 1 U L N S / U M Yb a .* 0/\ C 8F D 4 2 4 2 83 d 8 6 3F J 2 8A 8 2 5 3 6 J 7 2 8 8 4 5 6 32 6 6 8 6 1 ] F 8 9, V. F 2 C 8 8 F - / * * * \ 6 4 F /b 4 U P P S “ L R T K U U L L 1 U U L P / U U 姜艳姝徐殿国陈稀有等/一种新颖的用于消除 , V.逆变器输出共模电压的有源滤波器 - / 中国 电机工程学报 L M M L L L R U M T K U L 1 U L P/ - WX 4 1 F C ; Z [ 0 4 1 D ; 3 ’ Y* W Z 1 E 3 ; 8 5 7 / 4 3 A 8 7J B 47 4 A 8 6 5 8 63 ; 5 J ; 5 2 5 A 8 7 5 8 6 3 6 2 3 3 4 1 3 9 8A 3 7 5 D 82 4 2 8 7 7 5 3 4 - /, 6 3 2 8 8 9 4 D 3 5 C 8’ * * L M M L L L R U M T K U L 1 U L P / R责任编辑 姚志昌T “Q 第U期葛红娟等K矩阵变换器1永磁同步电机系统的共模电压抑制 万方数据