首页 > 版块 > 电机控制 > 帖子正文

端电压、相电压、线电压别还傻傻分不清楚

赵云 发布于 2021-12-20 13:21
收藏 0 回复 0 浏览 653 原创

大家好,我是张飞实战电子的赵云老师,今天给大家讲解端电压、相电压、线电压的区别

一、前言

在教学过程中,发现有一些学员对端电压、相电压、线电压的概念比较模糊,所以这篇文章打算详细的介绍一下这三个概念,并用实际波形来给大家展示不同控制方式下的端电压、相电压、线电压的波形实际都是什么样的,以达到让大家对这几个概念不再模糊的目的。

下图一给出三相逆变桥跟三相永磁同步电机(解释方波控制波形时也等效为直流无刷电机)连接示意图,后面给出的概念,均参照该图中的标号定义。


图片11.jpg

图一:三相逆变桥与三相永磁同步电机连接示意图


二、端电压、相电压、线电压概念介绍

网络上,有很多资料对端电压跟相电压的概念描述很是模糊,甚至把端电压跟相电压的概念有时候都混为一谈,下面先给出三个电压的概念介绍,并以图片的形式表示出来,帮助大家加深印象。

端电压:在三相逆变桥与三相永磁同步电机连接示意图中,三相线(U,V,W)相对于参考点o所测量得到的电压称为端电压。

下图二中,UaoUboUco就表示三相端电压。

图片2~1.jpg

图一:三相逆变桥与三相永磁同步电机连接示意图


二、端电压、相电压、线电压概念介绍

网络上,有很多资料对端电压跟相电压的概念描述很是模糊,甚至把端电压跟相电压的概念有时候都混为一谈,下面先给出三个电压的概念介绍,并以图片的形式表示出来,帮助大家加深印象。

端电压:在三相逆变桥与三相永磁同步电机连接示意图中,三相线(U,V,W)相对于参考点o所测量得到的电压称为端电压。

下图二中,UaoUboUco就表示三相端电压。

图片33.jpg

图三:三相相电压测量示意图


但一般电机的星型连接点N都不会引出来,所以一般来说是无法直接测量得到相电压。如果想看相电压波形,可用远远大于电机相电阻的电阻模拟出星型连接点,测量三相线UVW相对于模拟星型连接点N1的电压,也可等效反映相电压。所以下图四为虚拟星型点测量等效相电压的示意图。

下图四中,UaN1UbN1UcN1就表示三相等效相电压。

图片4~1.jpg

图四:三相等效相电压测量示意图


线电压:在三相逆变桥与三相永磁同步电机连接示意图中,三相线(U,V,W)取任意两根相线所测量得到的电压称为线电压。

下图五中,UabUbcUca就表示其中三路线电压。

图片5.jpg

图五:三相等效线电压测量示意图


二、不同控制方式下测量的端电压、线电压、相电压波形

1. 方波控制时,测量的端电压波形、线电压波形、相电压波形

 

image.png  image.png

  image.png  image.png     

图六:方波控制端电压及线电压波形测量图


从波形上看,滤波前,因为开关管是PWM控制的,所以端电压波形、相电压跟线电压波形中含有开关斩波,滤波后,可以看到端电压是梯形波,而滤波后的线电压也是梯形波。

因为测量电路没有加滤波电路,所以这里仅展示滤波前相电压波形。

 

 

2. SPWM控制时,测量的端电压波形、线电压波形

 image.png   image.png

图七:SPWM控制端电压波形测量图

image.png   image.png

图八:SPWM控制线电压波形测量图


SPWM控制中,从测量波形上看,端电压及线电压也含有开关斩波,通过展开波形观察,端电压波形中是脉冲宽度逐渐变化的脉冲波,而滤波后的端电压跟线电压均是正弦波,又因为相电压跟线电压只是有幅值上的差异,所以也可以得出SPWM控制的相电压也是正弦波。

因此,SPWM控制中,端电压、相电压、线电压均是正弦波,但是观察到这些波形需要对原始测量波形进行低通滤波。

 

3. SVPWM控制时,测量的端电压波形、线电压波形

image.png image.png

图九:svpwm控制端电压及线电压波形测量图


SVPWM控制中,从测量波形上看,端电压及线电压也含有开关斩波,而滤波后的端电压是马鞍波,线电压是正弦波,又因为相电压跟线电压只是有幅值上的差异,所以也可以得出SVPWM控制的相电压也是正弦波。

因此,SVPWM控制中,端电压是马鞍波、相电压、线电压均是正弦波,但是观察到这些波形需要对原始测量波形进行低通滤波。

当然,这些波形的关系,也可以通过相关的数学推导得出,有志者可以自行推导,也可以关注张飞实战电子FOC电机驱动线上班,课程中会有详细讲解。

 

三、总结

本篇文章,通过对端电压、相电压、线电压三个概念的介绍,力求让大家对这三个概念别再混淆不清。而且也有很多工程师对不同控制方式下的端电压、相电压、线电压波形不是很清楚,本文也通过实际的波形测试,为大家展示了三者各自对应的波形示意图。

希望各位读者阅读完这篇文章后,以后再碰到类似问题,能够轻松的说出这些波形的测试方式以及对应的波形形状。

本篇文章,就给大家分享这么多内容,关于更多电机驱动原创相关的知识分享,欢迎大家持续关注张飞实战电子!


0 0
发表评论 侵权投诉
评论 (0)

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表乌云踏雪网立场。

文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。