三电阻采样调制比计算
t表示电流采样所需时间,它应是开关管的死区时间、开关管上升沿时间、开关管完全打开后后采样电阻上的振荡时间以及AD转换所需时间的总和。由于电流采样只会在下管打开是进行,故只需推导出下管开通时间随电压矢量相位的变化关系即可,进而推导出三电阻采样的最大调制比。SVPWM的六个扇区,三相开关管的驱动波形是循环交替运行的,推导出某一扇区的开关特性后,其他扇区特性同理可得。]表示电压矢量的相位角,M∈[0,1
SVPWM的六个扇区,三相开关管的驱动波形是循环交替运行的,推导出某一扇区的开关特性后,其他扇区特性同理可得。
由于电流采样只会在下管打开是进行,故只需推导出下管开通时间随电压矢量相位的变化关系即可,进而推导出三电阻采样的最大调制比。
以某一扇区为例,采用七段式SVPWM,三相下桥相关导通时间随电压矢量相位变化关系如下:
TaT{a}Ta =(1 - MAcosθ\cos{\theta}cosθ - MA33\frac{\sqrt{3}}{3}33sinθ\sin{\theta}sinθ)T2\frac{T}{2}2T
TbT{b}Tb =(1 + MAcosθ\cos{\theta}cosθ - MA3\sqrt{3}3sinθ\sin{\theta}sinθ)T2\frac{T}{2}2T
TcT{c}Tc =(1 + MAcosθ\cos{\theta}cosθ + MA33\frac{\sqrt{3}}{3}33sinθ\sin{\theta}sinθ)T2\frac{T}{2}2T
A表示电压矢量的幅值,θ\thetaθ∈[0,π3\frac{\pi}{3}3π]表示电压矢量的相位角,M∈[0,1]表示调制比,T表示定时器周期的一半(即定时器中央对齐的重装值),TaT{a}Ta ,TbT{b}Tb ,TcT{c}Tc表示三相下桥开关管的导通时间(该时间并非真实时间,装入定时器的值) 。
保证电压矢量圆形,则A∈[0,32\frac{\sqrt{3}}{2}23]
显然,TcT{c}Tc >TbT{b}Tb >TaT{a}Ta
故采样只能发生在a、b相下管打开c相下管关闭,或a、b、c三相下管同时打开两种状态下。
求最大调制比需保证上述两种状态下至少有一种状态的时间长于采样时间t,即满足以下约束关系即可
{2∗Ta>=t(2∗Ta>Tb−Ta)Tb−Ta>=t(2∗Ta<=Tb−Ta)\begin{cases}2* T{a}>= t(2*T{a} >{T{b}-T{a}}) \\T{b}-T{a}>= t (2*T{a} <=T{b}-T{a})\end{cases}{2∗Ta>=t(2∗Ta>Tb−Ta)Tb−Ta>=t(2∗Ta<=Tb−Ta)
t表示电流采样所需时间,它应是开关管的死区时间、开关管上升沿时间、开关管完全打开后后采样电阻上的振荡时间以及AD转换所需时间的总和。
上述不等式组亦可写为如下:
{2∗Ta>=t(Tb−3∗Ta<0)Tb−Ta>=t(Tb−3∗Ta>=0)\begin{cases}2* T{a}>= t(T{b}-3*T{a} < 0) \\{T{b}-T{a}} >= t (T{b}-3*T{a} >= 0)\end{cases}{2∗Ta>=t(Tb−3∗Ta<0)Tb−Ta>=t(Tb−3∗Ta>=0)
Tb−3∗TaT{b}-3*T{a}Tb−3∗Ta= (-2 + 4MA*cosθ\cos{\theta}cosθ})T
Tb−TaT{b}-T{a}Tb−Ta = ( 2MAcosθ\cos{\theta}cosθ - MA233\frac{2\sqrt{3}}{3}323*sinθ\sin{\theta}sinθ)T
不难发现θ\thetaθ∈[0,π3\frac{\pi}{3}3π]时,Tb−TaT{b}-T{a}Tb−Ta与Tb−3∗TaT{b}-3*T{a}Tb−3∗Ta为单调减函数,要使上述方程组恒成立,则Tb−3∗TaT{b}-3*T{a}Tb−3∗Ta = 0时2∗Ta2*T{a}2∗Ta>= t即可,
解可得M<=1A\frac{1}{A}A11−3∗tT+3∗t2T2\sqrt{1-\frac{3*t}{T}+\frac{3*t^2}{T^2}}1−T3∗t+T23∗t2,A∈[0,32\frac{\sqrt{3}}{2}23]
故M<=43−4∗tT+4∗t2T2\sqrt{\frac{4}{3}-\frac{4*t}{T}+\frac{4*t^2}{T^2}}34−T4∗t+T24∗t2

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