基于空間電壓矢量電力機車四象限整流的研究
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圖3.2 交流電流檢測電路
2.三相交流電壓檢測電路
感應電機交流定子電壓的監測方法有光耦直接檢測法和電壓傳感器檢測法[8]。本系統采用LEM電流霍爾測壓法。(即：由霍爾元件串一個電阻，然后并聯到主回路，通過MAX197檢測霍爾的電流大小來間接的反映直流側電壓)。其信號處理電路如圖3.3。
圖3.3 交流電壓檢測電路
其中R10為25K /10W，轉換比為1000：2500，當原邊為10mA時，輸出為25mA。同樣第一級仍然是低通濾波，后一級采用比例環節把電壓信號放大。
4.系統軟件設計
SVPWM控制可以提高電壓利用率和電動機動態響應性能。在相同的直流電壓條件下，可提高網側電壓設計，相對就減少了網側電路，降低了網側及功率管損耗，提高運行效率，同時開關頻率低，功率管損耗低。因此SVPWM控制為四象限整流最佳控制方式。
4.1控制策略
本文采用電壓外環和電流內環的控制策略。首先輸出直流電壓與給定電壓比較，然后經過PI調節器，得到三相參考電流幅值Im，將 Im與交流電壓相位信號相乘后，得到參考電流信號Im， Im與實際電流比較得到電流誤差，經過PI調節器，用以減緩電流在動態工程中的突變，然后再與輸入電壓的空間矢量進行比較控制，然后由DSP的全比較單元輸出IGBT所需的控制脈沖[9]。
4.2控制原理
(1)系統區間的判斷
三相電壓型整流器的上橋臂和下橋臂開關狀態互補，故可以用三個上橋臂的功率器件的開關狀態來描述整流器的工作狀態，記功率器件開通狀態為“1”，關斷狀態為“0”，則上橋臂的開關狀態有八種組合，用[a，b，c]表示上橋臂的狀態[11]。對應于不同組態時輸出給電機的相、線電壓對應值(相對應于三相半波整流后的直流電壓 )如表4.1所示。
表4.1三相電壓型整流器的導通組態
A | B | C | Va(Ud) | Va(Ud） | Va(Ud) | Vab(Ud) | Vab(Ud) | Vab(Ud) |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 2/3 | -1/3 | -1/3 | 1 | 0 | -1 |
1 | 1 | 0 | 1/3 | 1/3 | -2/3 | 0 | 1 | -1 |
0 | 1 | 0 | -1/3 | 2/3 | -1/3 | -1 | 1 | 0 |
0 | 1 | 1 | -2/3 | 1/3 | 1/3 | -1 | 0 | 1 |
0 | 0 | 1 | -1/3 | -1/3 | 2/3 | 0 | -1 | 1 |
1 | 0 | 1 | 1/3 | -2/3 | 1/3 | 1 | -1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
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