基于空間電壓矢量電力機(jī)車(chē)四象限整流的研究

圖3.2 交流電流檢測(cè)電路

2.三相交流電壓檢測(cè)電路

感應(yīng)電機(jī)交流定子電壓的監(jiān)測(cè)方法有光耦直接檢測(cè)法和電壓傳感器檢測(cè)法[8]。本系統(tǒng)采用LEM電流霍爾測(cè)壓法。(即：由霍爾元件串一個(gè)電阻，然后并聯(lián)到主回路，通過(guò)MAX197檢測(cè)霍爾的電流大小來(lái)間接的反映直流側(cè)電壓)。其信號(hào)處理電路如圖3.3。

圖3.3 交流電壓檢測(cè)電路

其中R10為25K /10W，轉(zhuǎn)換比為1000：2500，當(dāng)原邊為10mA時(shí)，輸出為25mA。同樣第一級(jí)仍然是低通濾波，后一級(jí)采用比例環(huán)節(jié)把電壓信號(hào)放大。

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

SVPWM控制可以提高電壓利用率和電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。在相同的直流電壓條件下，可提高網(wǎng)側(cè)電壓設(shè)計(jì)，相對(duì)就減少了網(wǎng)側(cè)電路，降低了網(wǎng)側(cè)及功率管損耗，提高運(yùn)行效率，同時(shí)開(kāi)關(guān)頻率低，功率管損耗低。因此SVPWM控制為四象限整流最佳控制方式。

4.1控制策略

本文采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的控制策略。首先輸出直流電壓與給定電壓比較，然后經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器，得到三相參考電流幅值Im，將 Im與交流電壓相位信號(hào)相乘后，得到參考電流信號(hào)Im， Im與實(shí)際電流比較得到電流誤差，經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器，用以減緩電流在動(dòng)態(tài)工程中的突變，然后再與輸入電壓的空間矢量進(jìn)行比較控制，然后由DSP的全比較單元輸出IGBT所需的控制脈沖[9]。

4.2控制原理

(1)系統(tǒng)區(qū)間的判斷

三相電壓型整流器的上橋臂和下橋臂開(kāi)關(guān)狀態(tài)互補(bǔ)，故可以用三個(gè)上橋臂的功率器件的開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)描述整流器的工作狀態(tài)，記功率器件開(kāi)通狀態(tài)為“1”，關(guān)斷狀態(tài)為“0”，則上橋臂的開(kāi)關(guān)狀態(tài)有八種組合，用[a，b，c]表示上橋臂的狀態(tài)[11]。對(duì)應(yīng)于不同組態(tài)時(shí)輸出給電機(jī)的相、線(xiàn)電壓對(duì)應(yīng)值(相對(duì)應(yīng)于三相半波整流后的直流電壓 )如表4.1所示。

表4.1三相電壓型整流器的導(dǎo)通組態(tài)

A	B	C	Va(Ud)	Va(Ud）	Va(Ud)	Vab(Ud)	Vab(Ud)	Vab(Ud)
0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	2/3	-1/3	-1/3	1	0	-1
1	1	0	1/3	1/3	-2/3	0	1	-1
0	1	0	-1/3	2/3	-1/3	-1	1	0
0	1	1	-2/3	1/3	1/3	-1	0	1
0	0	1	-1/3	-1/3	2/3	0	-1	1
1	0	1	1/3	-2/3	1/3	1	-1	0
1	1	1	0	0	0	0	0	0

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