基于不连续PWM的单电阻相电流重构方法研究

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论文以减少逆变器功率器件开关损耗以及降低电驱动系统中控制器的尺寸与成本为主要研究目标,设计了基于不连续调制策略与相电流重构的感应电机矢量控制系统。  根据六种基本不连续调制策略(DPWM0-DPWM3,DPWMMAX,DPWMMIN)的开关损耗与负载功率因数角的关系,选择DPWM2为论文所采用不连续调制策略。使用两重傅里叶变换得到了DPWM2制策略下相桥臂输出电压的频谱分布和输出电压加权总谐波畸变,分析了其他条件不变时不同调制比对输出电压加权总谐波畸变的影响,并与空间矢量调制(SVM)进行了对比,对调制策略的数字化实现方式进行了说明与验证。  采用相电流重构技术降低电机控制器的尺寸与成本,完成了在DPWM2调制方式下的单电阻相电流重构。分析了基于母线电流传感器相电流重构的基本原理与在实际应用中的优势,结合实际系统中的非理想因素对重构中的不可测量区域进行了分析与划分,使用开关状态移相的方式拓宽不可测量区域。分析和对比了SVM以及DPWM2调制策略下相电流重构中使用开关状态移相法的差异;分析表明,在进行电流重构时若不进行开关状态移相处理,在偶数扇区时,有效矢量作用时间小于2倍的最小采样时间但大于采样时间时DPWM2调制方式下有效采样区域较宽;使用开关状态移位时相同状态下,参考电压矢量位于低调制区时SVM方式下可拓宽的不可采样区域大于DPWM2调制策略,而当参考电压矢量位于扇区边界时,对于可拓宽的有效矢量,DPWM2的可拓宽区域较大。对相电流重构方式下的感应电机矢量控制系统进行了仿真分析。  针对其他相电流重构文献方案中负载电流幅值较小的现状设计了低压电动车电机控制器,验证了单电阻相电流重构在低压(大电流)电机驱动系统中的可行性。编写了电流重构方式下SVM以DPWM2调制策略的感应电机矢量控制程序。在较大负载电流(电流有效值大于20A)条件下进行了实验,比较了SVM与DPWM2两种调制方式下的开关次数,功率器件发热以及不同调制系数下电机电流的谐波,验证了理论分析的正确性。  
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