Векторная широтно-импульсная модуляция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Векторная широтно-импульсная модуляция (не путать с векторным управлением) -- один из методов широтно-импульсной модуляции, использующийся для управления активными трёхфазными преобразователями. При векторной модуляции вычисляются не мгновенные значения напряжений, прикладываемых к обмоткам, но моменты подключения обмоток к силовому мосту с целью формирования заданного вектора напряжения (что и отображено в названии метода). Существуют различные способы векторной ШИМ. В частности, некоторые способы позволяют снизить потери в силовых ключах и синфазную помеху за счёт минимизации количества переключений силовых ключей за один период коммутации; другие способы позволяют улучшить гармонический состав генерируемого напряжения. Метод интенсивно развивается с 1990-х годов, благодаря развитию микроконтроллерного управления и силовых компонентов, в частности, транзисторов. Несмотря на схожесть названий, метод векторной широтно-импульсной модуляции, строго говоря, не является разновидностью векторного управления, обычно подразумевающего некоторую структуру для управления векторами тока и напряжения электродвигателей, электрогенераторов и сетевых инвертеров.

Пример[править | править вики-текст]

Типичная структура трёхфазного моста, питаемого источником постоянного напряжения

Базовые векторы для коммутации типичного трёхфазного моста при векторной ШИМ (см. рисунок справа)

Базовый вектор A+ B+ C+ A B C VAB VBC VCA
V0 = {000} ВЫКЛ ВЫКЛ ВЫКЛ ВКЛ ВКЛ ВКЛ 0 0 0 нулевой вектор
V1 = {100} ВКЛ ВЫКЛ ВЫКЛ ВЫКЛ ВКЛ ВКЛ +Vdc 0 −Vdc активный вектор
V2 = {110} ВКЛ ВКЛ ВЫКЛ ВЫКЛ ВЫКЛ ВКЛ 0 +Vdc −Vdc активный вектор
V3 = {010} ВЫКЛ ВКЛ ВЫКЛ ВКЛ ВЫКЛ ВКЛ −Vdc +Vdc 0 активный вектор
V4 = {011} ВЫКЛ ВКЛ ВКЛ ВКЛ ВЫКЛ ВЫКЛ −Vdc 0 +Vdc активный вектор
V5 = {001} ВЫКЛ ВЫКЛ ВКЛ ВКЛ ВКЛ ВЫКЛ 0 −Vdc +Vdc активный вектор
V6 = {101} ВКЛ ВЫКЛ ВКЛ ВЫКЛ ВКЛ ВЫКЛ +Vdc −Vdc 0 активный вектор
V7 = {111} ВКЛ ВКЛ ВКЛ ВЫКЛ ВЫКЛ ВЫКЛ 0 0 0 нулевой вектор

Примечание. +Vdc - напряжение на "+"-шине постоянного тока; -Vdc - напряжение на "-"-шине постоянного тока.

Все возможные восемь базовых векторов для трёхфазного инвертера при векторной широтно-импульсной модуляции. В качестве примера рассмотрен формируемый вектор Vref. Vref_MAX - максимальная амплитуда вектора Vref в зоне линейной модуляции.
Генерация пространственного вектора Ua = Vref с помощью базовых векторов
Длительность нулевого вектора влияет на амплитуду результирующего вектора
Визуализация принципа получения большего выходного напряжения в векторной ШИМ по сравнению с первоначально изобретенной синусоидальной ШИМ. На рисунке показано изменение во времени потенциалов фаз относительно потенциала минусовой шины звена постоянного тока. В синусоидальной ШИМ потенциал средней точки нагрузки составляет половину от напряжения звена постоянного тока, а в шестисекторной векторной ШИМ (наиболее распространенная) потенциал средней точки "плавает"

Ссылки[править | править вики-текст]