电流型PWM整流器空间矢量调制（SVM）技术的优化

与电压型PWM整流器类似，电流型PWM整流器也可采用相应的空间矢量调制（SVM）技术来实现控制。

定义整流器交流侧输入电流的空间矢量为

将式（6-5）代入式（6-44），可得

图6-9 三相电流型SPWM驱动信号的产生原理

电流型PWM整流器的6个开关管总共有表6-1所示的9种开关状态，每一种状态可以看作为一个矢量，其中有6个非零基本空间矢量和3个零矢量。零矢量是指某一相的上下两个开关管同时导通，直流电流被这两个开关管短路，而交流电流为零。这9种开关状态与电流矢量的对应关系见表6-3。非零基本空间矢量的模值相等，且为，相位互差60°。

表6-3 开关矢量与电流空间矢量的对应关系

电流空间矢量在三相静止坐标系中的分布如图6-10所示。I_r是参考电流矢量。通过对与I_r相邻的两个非零基本电流空间矢量的作用时间的控制，可以合成位于六边形内的任何指令电流矢量，如式（6-46）所示。

式中，T_k、T_k+1分别是与I_r顺时针和逆时针相邻的电流矢量I_k、I_k+1的作用时间；T₀是零矢量作用时间。相邻矢量的作用时间可由下式决定：

式中，θ是I_r和与I_r顺时针相邻的电流矢量间的夹角；T_s是开关周期；M是调制比，其定义为

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若调制比M=1，即I_rm=i_dc。此时，参考电流矢量为

I_r的轨迹为一个半径为i_dc的圆，它反映了可以合成的幅值最大的三相对称正弦电流，也即参考矢量在线性调制区的运行边界，如图6-11所示。

图6-10 电流型PWM整流器的电流矢量分布

图6-11 最大三相对称正弦电流的参考矢量I_r的轨迹

由式（6-46），当两个相邻非零基本矢量作用时间之和为最大时，即T_k+T_k+1=T_s，参考矢量将获得最大值。将此代入式（6-47），可得到T_k和T_k+1的表达式如下：

这时，参考矢量的运行轨迹将在由6个基本矢量构成的等边六角形上，这也是参考矢量的运行边界，如图6-12所示。

空间矢量序列的组织方法不是唯一的，主要差别在于零矢量的分配方式。这里给出一种零矢量的分配方法：在扇区Ⅰ或扇区Ⅳ中，选择零矢量I₇；在扇区Ⅱ或扇区Ⅴ中，选择I₉；在扇区Ⅲ和扇区Ⅵ中，选择I₈。以扇区Ⅱ为例，其开关状态矢量序列如图6-13所示。

图6-12 电流矢量运行边界

图6-13 电流型PWM整流器的开关状态矢量序列