兩電平電壓源逆變器空間矢量調(diào)制方案

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1、任務(wù)2：兩電平電壓源逆變器空間矢量調(diào)制方案周樂明學(xué)號：si1092064電氣2班摘要提出了三相兩電平逆變器的空間矢量調(diào)制方法，詳細(xì)討論了兩電平逆變器的工作原理及空間矢量調(diào)制的基本原理，并給出一個具體的仿真實例，通過仿真，可以得出實際運行屮的電壓、電流的波形，而且在文中給出了實例的電路原理圖，使得對于空間矢量調(diào)制的原理得以更加清楚的認(rèn)識。1.兩電平電壓源逆變器空間矢量調(diào)制1.1結(jié)構(gòu)試圖三相電壓型逆變器電路原理圖如圖2.1所示。定義開關(guān)量a,b,c和慶/表示6個功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)Gb或C為1時，逆變橋的上橋僭開關(guān)

2、管開通，其下橋僭開關(guān)管關(guān)斷（即刀，//或/為0）；反之，當(dāng)a,b或c為0時，上橋臂開關(guān)管關(guān)斷而下橋臂開關(guān)管開通（即/或〃為1）。由于同一橋臂上下開關(guān)管不能同時導(dǎo)通，則上述的逆變器三路逆變橋的組態(tài)一共有8種。對于不同的開關(guān)狀態(tài)組合（abc）,可以得到8個基本電壓空間矢量。各矢量為：out(2-1)則相電壓匕n、心、Kn,線電壓匕b、血、以a以及%?bc）的值如下表2-1所示（其中Sc為直流母線電壓）。表2-1開關(guān)組態(tài)與電壓的關(guān)系abcKnVbnKnKb%%000000000010025J3如/3仏/3%0仏任務(wù)2：兩

3、電平電壓源逆變器空間矢量調(diào)制方案周樂明學(xué)號：si1092064電氣2班摘要提出了三相兩電平逆變器的空間矢量調(diào)制方法，詳細(xì)討論了兩電平逆變器的工作原理及空間矢量調(diào)制的基本原理，并給出一個具體的仿真實例，通過仿真，可以得出實際運行屮的電壓、電流的波形，而且在文中給出了實例的電路原理圖，使得對于空間矢量調(diào)制的原理得以更加清楚的認(rèn)識。1.兩電平電壓源逆變器空間矢量調(diào)制1.1結(jié)構(gòu)試圖三相電壓型逆變器電路原理圖如圖2.1所示。定義開關(guān)量a,b,c和慶/表示6個功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)Gb或C為1時，逆變橋的上橋僭開關(guān)管開通，其

4、下橋僭開關(guān)管關(guān)斷（即刀，//或/為0）；反之，當(dāng)a,b或c為0時，上橋臂開關(guān)管關(guān)斷而下橋臂開關(guān)管開通（即/或〃為1）。由于同一橋臂上下開關(guān)管不能同時導(dǎo)通，則上述的逆變器三路逆變橋的組態(tài)一共有8種。對于不同的開關(guān)狀態(tài)組合（abc）,可以得到8個基本電壓空間矢量。各矢量為：out(2-1)則相電壓匕n、心、Kn,線電壓匕b、血、以a以及%?bc）的值如下表2-1所示（其中Sc為直流母線電壓）。表2-1開關(guān)組態(tài)與電壓的關(guān)系abcKnVbnKnKb%%000000000010025J3如/3仏/3%0仏010如32射3仏/

5、3%0c2天110Sc/3Sc/3?2U&J30Ude?Ude升001仏/3-t/dc/32Sc/30-UdeUdec?4穴右101%/3?25c/3%0c.5/r

6、皿011-2(/de/3U&3Udc/30%1110000000可以看出，在8種組合電壓空間矢量中，有2個零電壓空間矢量，6個非零電壓空間矢量。將8種組合的基本空間電壓矢量映射至圖2.11所示的攵平面，即可以得到如圖2.13所示的電壓空間矢量圖。它們將復(fù)平面分成了6個區(qū)，稱之為扇區(qū)。圖2.2電壓空間矢量與對應(yīng)的（abc）示意圖1.2SVPWM算法實現(xiàn)S

7、VPWM的理論基礎(chǔ)是平均值等效原理，即在一個開關(guān)周期Tpwm內(nèi)通過對基本電壓矢量加以組合，使其平均值與給定電壓矢量相等。本文采用電壓矢量合成法實現(xiàn)SVPWMo如上圖2.2所示，在某個時刻，電壓空間矢量t/創(chuàng)旋轉(zhuǎn)到某個區(qū)域中，可由組成這個區(qū)域的兩個相鄰的非零矢量（久和（7k+1）和零矢量（J/。）在時間上的不同組合來得到。先作用的久稱為主矢量，后作用的Uk+】稱為輔矢量，作用的時間分別為厲和7k+i，t/（xx）作用時間為幾。以扇區(qū)I為例，空間矢量合成示意圖如圖2.3所示。根據(jù)平衡等效原則可以得到下式：(2-3)TU

8、十U°(2-4)‘PWM‘PWM式中，TPTr幾分別為,(/旳和零矢量血和Eh的作用時間，&為合成矢量與主矢量的夾角。圖2.3電壓空I'可矢量合成示意圖%Uu2(2-5)要合成所紺的電壓空間矢量，紺要計算石，T?,To，由圖2.14可以得到:sin2”/3sin(/r13-0)sin0將式(2?29)及UQ=U^=2%3和丨t7olItI二5代入式(2-30)+,可以得到：T=^3-Tpv^{sin(彳_&)Sc》vT2=品首^丁代%、sin0(2-6)ScTo■◎(￡_&))Ude6取SVPWM調(diào)制

9、深度M在SVPWM調(diào)制中，要使得合成矢量在線性區(qū)域內(nèi)調(diào)制，貝f/oul=Um<2Udc/3,即旳“謳=2/巧=1.1547>1。由此可知,在SVPWM調(diào)制屮，調(diào)制深度最人值可以達(dá)到1.1547,比SPWM調(diào)制戢高所能達(dá)到的調(diào)制深度1高出0.1547,這使其直流母線電壓利用率更高，也是SVPWM控制算法的一個主要優(yōu)點。⑴判斷電壓空間矢量&譏所在的扇區(qū)u頑=幻<