基于分類(lèi)算法的雙三相感應電機SVPWM

定義調制度為：

式中：‖ur‖為參考相電壓幅值；Udc為逆變器直流母線(xiàn)電壓。
傳統的SVPWM算法較為復雜。分類(lèi)算法的思想是按照一定的分類(lèi)標準，將輸入參考信號通過(guò)固定的訓練模式進(jìn)行分類(lèi)和比較，并得到較理想的輸出特性。由于所有進(jìn)行分類(lèi)的網(wǎng)絡(luò )權值都已知，因此無(wú)需對其進(jìn)行訓練。
比較網(wǎng)絡(luò )訓練完成后，在輸入層輸入標幺化的輸入參考電壓矢量，則該網(wǎng)絡(luò )中間節點(diǎn)的值為：
net=U·W=‖U‖W‖cosθ (2)
由于輸入矢量和權值矢量均為標幺化，中間節點(diǎn)的值可由上述兩個(gè)矢量夾角的余弦決定。贏(yíng)得比較的矢量是最靠近輸入矢量的，即比較結果最大的那個(gè)中間節點(diǎn)會(huì )贏(yíng)得比較。
與傳統的SVPWM相比，基于分類(lèi)算法的SVPWM算法簡(jiǎn)單、精確。參考電壓矢量經(jīng)過(guò)6個(gè)線(xiàn)性單元計算后，其結果被送入比較網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行處
理。其中第k個(gè)計算單元為：
nk=‖ur‖‖uk‖cos(∠ur，uk)，k=1，2…6 (3)
通過(guò)判斷計算比較單元的兩個(gè)最大輸出值ni與ni+1，即可確定出用來(lái)合成參考電壓矢量的基矢量ui與ui+1。式(3)計算ni的方法是非線(xiàn)性的，實(shí)際應用中一般采用文獻的方法進(jìn)行線(xiàn)性化處理。綜上所述，可得基于分類(lèi)算法的SVPWM原理框圖如圖2所示。

3 基于分類(lèi)算法的六相逆變器SVPWM
針對雙繞組的中性點(diǎn)不連接的雙三相電機所需的六相逆變器，將其分成兩個(gè)獨立切換的三相逆變器，并將開(kāi)關(guān)矢量映射到逆變器的拓撲結構中，如圖3所示。

這樣將簡(jiǎn)化選擇開(kāi)關(guān)矢量和計算作用時(shí)間。從這一角度出發(fā)，六相逆變器SVPWM控制就是要合成兩個(gè)幅值相同，相位相差30°的參考矢量。此時(shí)，可將同一個(gè)參考矢量應用到兩個(gè)調制器中，只要將一個(gè)調制器的開(kāi)關(guān)矢量順時(shí)針移30°，即可用到另一個(gè)調制器中，如圖4所示。由圖中的兩個(gè)六邊形可以看出，ABC繞組的矢量圖與abc繞組的矢量圖并不相同。故在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內，兩個(gè)繞組的開(kāi)關(guān)矢量選擇和作用時(shí)間也不同。通過(guò)分類(lèi)算法的SVPWM可使ABC繞組運行在過(guò)調制區域，同樣可對abc繞組作類(lèi)似控制。

結合上述分析，可得基于分類(lèi)算法的雙三相感應電機SVPWM控制框圖如圖5所示。

4 實(shí)驗驗證
使用TMS320F2812型DSP實(shí)現所提出的雙三相SVPWM方法，圖6示出實(shí)驗波形。

開(kāi)關(guān)頻率5 kHz，電機額定功率3 kW，額定頻率50 Hz，額定轉速970 r·min-1。圖6a，b為CCS環(huán)境下觀(guān)察的相電壓調制波波形與電機轉子角度，圖6c為雙三相電機線(xiàn)電壓和電流波形。由實(shí)驗結果可見(jiàn)，所提出的基于分類(lèi)算法雙三相電機SVPWM可使電機運行較為平穩。

5 結論
此處首先分析了分類(lèi)算法的SVPWM原理。其次，采用了基于分類(lèi)算法的SVPWM控制算法，搭建了六相逆變器的SVPWM模型，并對其進(jìn)行了基于DSP的實(shí)驗驗證。實(shí)驗結果證明了所使用多相電機分類(lèi)算法SVPWM的有效性，其方法還可進(jìn)一步擴展到更多相數的多相電機中。