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根据图示的电路工作波形，在一个开关周期内输出电压的平均值：

=

+

(-Ud)dt=

Ud(7)

在SPWM调制中，D=

(1+msinωt)，代入式(7)可得：

(t)=

mUdsinωt。当开关频率远大于输出电压频率时，输出电压的瞬时值uo(t)≈

(t)。

如此在A及B绕组上得到幅值相等，相位相差90°的正弦电压。电压幅值与调制度m成正比。当m=1时，输出电压峰值达到最大，为Ud/2。依据电机的V/f曲线和输出电压与m的关系，即可实现两相电机的变压变频调速控制。

3.4 两相三桥臂全桥逆变SVPWM控制[5]

逆变电路中，功率器件的每一种通电模式，都能在电机中生成一支空间电压矢量。对于两相三桥臂逆变电路，根据同一桥臂上下开关互补导通的原则，三个桥臂共产生8种开关组合模式，可以在电机绕组上得到8支空间电压矢量，它们以V(A，N，B)来表示。其中A=1时，表示A1导通，A2关断;A=0时，表示A1关断，A2导通，其余类推。8支矢量如表1所列。

表1 8支空间电压矢量关系组合 V 非零矢量 零矢量 无用

A 1 0 0 1 0 1 1 0

N 0 0 1 1 0 1 0 1

B 0 1 1 0 0 1 1 0

忽略绕组电阻压降时，非零电压矢量的幅值为

|V(1,0,0)|=|V(0,0,1)|=|V(0,1,1)|=|V(1,1,0)|=Ud(8)

|V(1,0,1)|=|V(0,1,0)|=

Ud(9)

8支矢量中，两个零矢量位于坐标原点，其余6支根据绕组轴线以图6所示方式分布。电压空间矢量

都可以由与之相邻的两个基本矢量和零矢量组合而成。矢量V(1,0,1)和V(0,1,0)在矢量合成时可有可无。为了计算的方便，只使用4只位于坐标轴上矢量和两只零矢量来合成电压空间矢量。

图6 两相三桥臂电压空间矢量定义

(10)

t1=

t2=

(11)

t0=T-t1-t2由t1+t2(=)T，得

(=)Ud/

，即输出相电压最大值为Ud/

。

4 结语

1)单相电机逆变主电路的结构主要分为全桥和半桥两种。半桥电路结构简单，成本低廉，要求前级电源能稳定提供正负对称输出。

2)全桥逆变电路，由于两相三桥臂需要的开关器件相对较少，易于采用三相电路中六单元功率模块，比起8只开关器件组成的全桥逆变电路优势明显。

3)半桥电路采用SPWM和SVPWM控制时，输出电压最大值相同;在全桥电路中，SVPWM的直流电压利用率比SPWM要高出41%。SVPWM控制易于数字化的实现，合理安排矢量作用顺序，能有效减小开关损耗。

4)从以上控制方案来看，普遍存在的问题为直流电压利用率较低。如何提升电压利用率是单相电机变频调速要克服的问题之一。单相电机的旋转磁场中存在有3次及5次等低频谐波，所以，在选用控制方案时要注意低频谐波的削弱。单相电机两套绕组垂直分布，彼此之间的互感接近于零，在采用更复杂的控制策略，如转矩直接控制时，会起到简化复杂程度的作用;同时，还可以利用两套绕组电流之和来确定磁场的位置，为电机气隙磁场的检测提供了一个有效、简便的途径。

关键词： 综述 技术 变频调速 电机 单相