空间电压矢量V*所在扇区的判定
为了确定空间电压矢量V*所在扇区,我们对空间矢量分布图中所含的几何关系进行分析。假设空间电压矢量V*处于扇区Ⅰ,令V*与V1的夹角为θ,V*在实轴上的投影记为vα,在虚轴上的投影记为vβ,则有如下数学关系,
矢量V*处于另外几个扇区时,可以同理推导出相应的数学关系式,如下
① V*处于扇区Ⅰ时:vα>0, vβ>0, vβ/ vα <sqrt(3) ;
② V*处于扇区Ⅱ时:vβ>0, vβ/ |vα| > sqrt(3);
③ V*处于扇区Ⅲ时:vα<0, vβ>0, -vβ/ vα < sqrt(3);
④ V*处于扇区Ⅳ时:vα<0, vβ<0, vβ/ vα <sqrt(3) ;
⑤ V*处于扇区Ⅴ时:vβ<0, -vβ/ |vα| > sqrt(3);
⑥ V*处于扇区Ⅵ时:vα>0, vβ<0, -vβ/ vα < sqrt(3);
根据以上数学关系式可得,空间电压矢量V*所在扇区是由vβ、 vα-vβ以及- vα-vβ这三个数学关系决定,将其分别记为Vref1、Vref2、Vref3,并设逻辑变量X1、X2以及X4。当Vref1=vβ>0时,逻辑变量X1=1;反之,则逻辑变量X1=0。当Vref2= vα-vβ>0时,逻辑变量X2=1;反之,则逻辑变量X2=0。当Vref3=- vα-vβ>0时,逻辑变量X4=1;反之,则逻辑变量X4=0。令N=X1+2X2+4X4,在根据之前推导出的扇区的数学关系式,得到扇区号与变量N的一个对应关系表:
零矢量与非零矢量实际作用时间的计算
仍然以矢量V*处于扇区Ⅰ为例。当V*处于扇区Ⅰ时,矢量V*的合成方程为
将矢量V*投影到实轴与虚轴上得到矢量vα、vβ
可以求出当矢量V*位于其他扇区时,零矢量与非零矢量的作用时间,结果汇总于表中
在不同扇区内,零矢量与非零矢量的作用时间的长短具有相似性,因此定义中间变量X、Y、Z
这样就可以用这三个中间变量来简化计算,当扇区变化时,只需要选取对应的中间变量即可
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ |
Tk | Y | Z | X | -Y | -Z | -X |
Tk+1 | X | -Y | -Z | -X | Y | Z |
调制波信号的获取
当空间电压矢量V*所在扇区确定之后,进而计算出相应的电压矢量的作用时间,再计算得出开关切换时间并送入寄存器。开关切换时间的公式如下
扇区寄存器的分配表如表
扇区号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | Ⅵ |
Tcm1 | Tx | Ty | Tz | Tz | Ty | Tx |
Tcm2 | Ty | Tx | Tx | Ty | Tz | Tz |
Tcm3 | Tz | Tz | Ty | Tx | Tx | Ty |