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电机的静态控制和制动&三相电压源换流器的脉宽调制技术

时间:2022-12-18   访问量:1015

这是最常用于交流电机控制的逆变器。来自不受控整流转换器的固定直流电压用作逆变器的电压源。如前所述,通过使用脉冲宽度调制将逆变器单元中的电压改变到所需水平。通过逆变器的开关电路的频率输出电源随 IGBT 的重复切换而变化。IGBT 的开关频率决定了输出交流电压的频率。逆变器单元(转换器 - 逆变器单元组合)可以被认为包括:

整流单元(converter)这是一种固定电压的不可控二极管桥式整流器。


平滑电路为了为逆变器电路获得接近恒定的电压源,直流链路上的平滑电容用于平滑转换后直流链路中存在的交流纹波。电容器保留电荷并提供接近恒定的直流电压输出。


逆变器单元将固定的直流电压逆变为可变的V和f交流电压。这样的系统可以控制多电机驱动器,在同一总线上运行并需要类似的速度控制。可以在反馈控制和传感设备的帮助下密切控制逆变器参数。


PWM转换器——交流电机驱动器、有源滤波器、高功率因数交流/直流转换器、不间断电源 (UPS) 系统和交流电源——具有包含内部. 因此,转换器系统的性能在很大程度上取决于所应用的电流控制策略的质量。与传统的开环电压 PWM转换器相比,瞬时电流波形控制,精度高峰值电流保护过载抑制极佳的动态负载参数变化(电阻和电抗)影响的补偿补偿转换器的半导体压降和死区时间直流链路和交流侧电压变化的补偿CC-PWM 转换器中控制方案的主要任务是强制三相交流负载中的电流跟随参考信号。通过比较命令i Ac ( i Bc , i Cc ) 和测量的i A ( i B , i C ) 相电流的瞬时值,CC为转换器功率生成开关状态S A ( S B , S C )这减少了设备当前误差 ε A (ε B , ε C )。因此,一般来说,CC 执行两项任务:误差补偿(减少 ε A、ε B、ε C)和调制(确定开关状态S A、S B、S C)。4.3.1.1 基本要求和性能标准。


在很宽的输出频率范围内没有相位和幅度误差(理想跟踪)系统的高动态响应有限或恒定的开关频率以保证转换器半导体功率器件的安全运行谐波含量低良好的直流母线电压利用率CC的评估可以根据性能标准进行,包括静态和动态性能。


h i ( k •f 1 ),离散电流谱;h d ( f ),密度电流谱。

这些对开环电压 PWM 也有效,那些特定于基于电流误差定义的 CC-PWM 转换器(表示为 •)。


可以考虑 CC 系统动态响应的以下参数:死区时间、稳定时间、上升时间、第一个最大值的时间和超调因子。上述特征既来自 PWM 过程,也来自控制回路的响应。例如,对于死区时间,主要贡献来自信号处理(转换和计算时间),并且可能是可观的,特别是如果控制是数字类型的。另一方面,上升时间主要受转换器交流侧电感的影响。动态响应的优化通常需要折衷,这取决于具体需求。根据所考虑的应用,这也可能影响 CC 技术的选择。


一般来说,随着开关频率的增加,折衷方案会更容易。因此,随着当今开关元件(例如 IGBT)速度的提高,不同方法的独特优势不再重要,即使是最简单的方法也可能足够。然而,对于一些有特定需求的应用,例如需要非常快速响应的有源滤波器,或必须尽量减少换向次数的大功率转换器,必须选择最合适的 CC 技术。


与开关控制器相比,具有开环 PWM 块的方案具有明显分离的电流误差补偿和电压调制部分。这个概念使我们能够利用开环调制器(正弦 PWM、空间矢量调制器、最佳 PWM)的优势:恒定开关频率、明确定义的谐波频谱、最佳开关模式和良好的直流链路利用率。此外,还可以轻松进行整体控制结构的完全独立设计以及转换器和负载的开环测试。


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