PTS-系列之PEK-100系列教學(xué)

PEK-130模塊之

三相正弦脈寬調(diào)變逆變器

寫在前面的話

經(jīng)過前幾期對(duì)于PTS-800中基本的電路圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)掌握了基本的電路模型。從PEK-100系列開始，在固有電路拓?fù)浠A(chǔ)上開始對(duì)電路的控制方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。本期將針對(duì)直流變換器PEK-130對(duì)三相逆變器的數(shù)字控制進(jìn)行教學(xué)與分析，為老師提供符合教學(xué)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

PEK-130

三相逆變器模組

簡 述：

SPWM正弦脈寬度調(diào)變技術(shù)原理為由控制器產(chǎn)生的三相正弦波電壓命令與三角波做比較，經(jīng)過比較器，產(chǎn)生脈寬調(diào)變訊號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變器，并使其輸出近似正弦波且為等幅不等寬的電壓波形。根據(jù)正弦波電壓和三角波的大小和頻率，可定義為下列兩個(gè)指標(biāo)，其一為調(diào)變指標(biāo) (Modulaton Index)為：

式中Vcontrol為三相正弦波電壓峰值大小，Vtri為三角波峰值的大小。

其二為頻率調(diào)變比(Frequency modulation ratio)，定義為：

式中fs為三角波頻率，f1為正弦波電壓頻率。

上圖為三相逆變器電路圖

三相SPWM：

以A相為例，電壓VAN其基本波的峰值可用下式表示：

基本波線-線電壓大小(RMS)為：

當(dāng)ma≤1時(shí)，稱為逆變器的線性調(diào)變區(qū)，亦即當(dāng)輸入正弦波電壓命令的峰值比三角波峰值小時(shí)，輸入電壓大小會(huì)與逆變器輸出電壓基本波的線-線電壓大小成正比。其三角波與正弦波如下圖所示：

三相空間向量SVPWM：

空間向量脈寬調(diào)變即是利用電壓空間向量的觀念，即由逆變器之六個(gè)功率組件的開關(guān)切換狀態(tài)來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的電壓向量空間，典型的三相變頻器如圖所示，其每相各有兩個(gè)開關(guān)組件置于上臂及下臂，分別為上臂的S1、S3、S5及下臂的S2、S4、S6。在空間向量脈寬調(diào)變的控制模式下，逆變器每相開關(guān)組件的導(dǎo)通狀態(tài)為互補(bǔ)式，即代表若上臂導(dǎo)通則下臂截止，反之若上臂截止則下臂導(dǎo)通。在控制上通常在開關(guān)導(dǎo)通前加入一延遲時(shí)間以避免上臂與下臂功率組 件同時(shí)導(dǎo)通造成功率組件的損壞，此一延遲時(shí)間稱之為死區(qū)時(shí)間。在此定義開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)a、b、c相每一臂之開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)，若a=1則代表上臂開關(guān)導(dǎo)通下臂開關(guān)截止，a = 0則代表上臂開關(guān)截止下臂開關(guān)導(dǎo)通。因此三相逆變器之輸出狀態(tài)共有八種，每一種狀態(tài)產(chǎn)生的線對(duì)線電壓，相電壓之輸出結(jié)果(直流鏈電壓為VDC)列于下表。