变频器应用与维修问答
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33.什么是电压空间矢量控制变频器?其控制原理怎样?

PWM控制实现变频﹑变压控制和消除谐波,使逆变器输出基波的电流波形尽量接近于正弦波。但交流异步电动机需要输入三相正弦电流的最终目的还是在空间产生圆形磁场,从而产生恒定的电磁转矩。基于此目的,将逆变器和交流异步电动机视为一个系统,按照跟踪圆形旋转磁场轨迹来控制PWM,这种控制方式称为电压空间矢量控制,由电压空间矢量控制方式控制的变频器就称为电压空间矢量控制变频器。

电压空间矢量是按电压所加绕组的空间位置来定义的。如图1-10所示,三相定子相电压uAOuBOuCO分别加在三相绕组上,它们的方向始终不变,而大小则随正弦规律做脉动式的变化,相位互差120°。其合成矢量u1是一个旋转空间矢量,以电源角频率旋转,即

图1-10 电压空间矢量图

定子电压平衡方程为

当转速较高,定子电阻压降可以忽略不计时,有

式(1-12)表明u1的大小等于Ψ1的变化率,方向则和Ψ1一致。这样,电动机在由三相正弦供电时,定子磁链的幅值恒定,其空间矢量恒速旋转,磁链顶端运动轨迹为圆形,此即为电压空间矢量控制原理。