两电平电压源逆变器空间矢量调制方案
多电平逆变器简化空间矢量调制算法
多电平逆变器简化空间矢量调制算法
夏长亮;谭智涵;张云
【期刊名称】《电工技术学报》
【年(卷),期】2013(028)008
【摘要】基于两电平的多电平逆变器空间矢量脉宽调制简化算法是根据参考矢量的幅值和相位确定参考矢量终点所在小六边形区域,先把参考矢量分解成多电平基本矢量与两电平参考矢量,然后借助传统的两电平七段法合成两电平参考矢量,得到两电平优化开关序列,最后将该优化开关序列与多电平基本矢量相结合得到多电平优化开关序列.该算法计算基本矢量作用时间及生成多电平优化开关序列的复杂性与多电平逆变器的电平数无关.二极管钳位型三电平逆变器的仿真与实验结果验证了所提方法的正确性与可行性.
【总页数】6页(P218-223)
【作者】夏长亮;谭智涵;张云
【作者单位】天津大学电气与自动化工程学院天津 300072;天津工业大学天津市电工电能新技术重点实验室天津 300387;天津大学电气与自动化工程学院天津300072;天津大学电气与自动化工程学院天津 300072
【正文语种】中文
【中图分类】TM464
【相关文献】
1.一种通用的多电平逆变器三维空间矢量调制算法研究 [J], 王翠;唐雄民;冯锵健;陈思哲;章云
2.级联多电平逆变器空间矢量调制算法零序电压分布及优化算法 [J], 刘铮;王翠;彭永进;孟志强
3.多电平逆变器空间矢量脉宽调制的简化算法 [J], 胡磊;何湘宁;邓焰
4.多电平逆变器三段法空间矢量脉宽调制算法设计 [J], 郑宏;邝文明;赵伟;孙玉坤
5.多电平逆变器通用简化空间矢量调制法 [J], 郑宏;黄俊;王哲禹;张云
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
svpwm二电平逆变器
1. 空间电压矢量调制 SVPWM 技术SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。
空间电压矢量PWM与传统的正弦PWM不同，它是从三相输出电压的整体效果出发，着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。
SVPWM技术与SPWM相比较，绕组电流波形的谐波成分小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率有了很大提高，且更易于实现数字化。
下面将对该算法进行详细分析阐述。
1.1 SVPWM基本原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。
在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。
两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加，从而控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转，通过逆变器的不同开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆，并由两者的比较结果来决定逆变器的开关状态，从而形成PWM 波形。
逆变电路如图 2-8 示。
设直流母线侧电压为Udc，逆变器输出的三相相电压为UA、UB、UC，其分别加在空间上互差120°的三相平面静止坐标系上，可以定义三个电压空间矢量UA(t)、UB(t)、UC(t)，它们的方向始终在各相的轴线上，而大小则随时间按正弦规律做变化，时间相位互差120°。
假设Um为相电压有效值，f为电源频率，则有：其中，，则三相电压空间矢量相加的合成空间矢量 U(t)就可以表示为：可见 U(t)是一个旋转的空间矢量，它的幅值为相电压峰值的1.5倍，Um为相电压峰值，且以角频率ω=2πf按逆时针方向匀速旋转的空间矢量，而空间矢量 U(t)在三相坐标轴（a，b，c）上的投影就是对称的三相正弦量。
两电平空间矢量脉宽调制的简化算法和电压谐波分析方法_于心宇_魏应冬_姜齐荣
1 1 U a 1 U 2 2 2 (2) Ub U 3 3 3 0 U c 2 2 式中：Uα、Uβ 为 αβ 坐标系下的变量；Ua、Ub、Uc
为 abc 坐标系下的变量。
V2(010) III V0(000) V7(111) VI V5(101)
Vref
II
V6(110) I V4(100)
图 2 电压空间矢量及扇区分布图 Fig. 2 Voltage space vectors and sectors
若已知三相参考电压分别为 UAr、UBr、UCr，则 通过式(2)可得到参考电压矢量 Vref 在 αβ 坐标系下 的坐标。SVPWM 的基本思想是，通过伏秒平衡的 原则， 将 Vref 表示为其相邻的 2 个非零基本矢量 Vm 和 Vn 的线性组合： Vref VmTm / Ts VnTn / Ts
IV V1(001) V V3(011)
1 U dc 2 N
1 U dc 2
VT1 A
VT3 B
VT5 C VT2
Z O
VT4
VT6
图 1 两电平变流器结构图 Fig. 1 Schematic of a 2-level VSC
采用如式(2)所示的 abc-αβ 变换， [UAOj, UBOj, UCOj]T。 可以得到 Vj 在 αβ 坐标系下的坐标，并在如图 2 所 示的空间Байду номын сангаас量图绘出。其中 V0 和 V7 为零矢量，其 余 6 种基本矢量为非零矢量，并将整个坐标平面划 分为 6 个扇区。
Vol. 38 No. 9
3）用零矢量补足剩余的控制时间 TsTmTn，
记 V0 和 V7 的作用时间分别为 T0 和 T7，则有
一种基于两电平的5电平空间矢量调制算法
其 作用 时 间 。 以 ５电平 Ｎ Ｐ Ｃ ／ Ｈ 逆变 器 为例 解 释该 算 法 ． 该 算法 可 以非 常容 易 地 推广 到更 多 电平 级数 的逆 变器 中。
最后 ． 实验 波 形 验证 了该算 法 的 正确 性 。 关键词 ： ５电平 ； 空 间矢 量 脉 宽 调 制 ； Ｎ Ｐ Ｃ ／ Ｈ逆 变 器
电气 传动
２ ０ １ ３年 第 ４ ３卷 第 ８期
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｉ Ｃ Ｄ Ｒ Ｉ Ｖ Ｅ ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ４ ３ Ｎ ｏ ８
．
一
种基于两 电平 的 ５电平空 间 矢量调制算法
屠伟 ， 吴玮 ， 刘贺 ， 伍 小杰 （ １ ． 中国矿 业 大学 信 息与 电气 工程 学院 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ ０ ０ ８ ；
ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ． Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ． ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｖ ｅ ｉ ｒ ｆ ｙபைடு நூலகம் ｔ ｈ ｅ ｖ ｌｉ ａ ｄ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ．
ｉ ｍ ｐ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ （ Ｓ Ｖ Ｐ ＷＭ ） ｆ ｏ ｒ ａ ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ － ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｍ ｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍ ｏ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ｌ ｅ ｘ ａ ｓ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ
Ｘｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ ２ １ ０ ０ ８ ， Ｊ ｏ ｉ ￣ ｕ ， Ｃ ｈ ｉ ａ： ｎ ２ ． ＭＯ Ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆＰ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ
二电平和三电平逆变器svpwm调制方法-概述说明以及解释
二电平和三电平逆变器svpwm调制方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分应该对二电平和三电平逆变器svpwm调制方法进行简要介绍，说明其在逆变器领域中的重要性和应用。
可以按照以下方式编写该部分的内容：概述逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置，广泛应用于电力电子领域。
在逆变器的调制方法中，svpwm是一种常用且有效的调制技术。
根据逆变器的拓扑结构的不同，svpwm调制方法可以分为二电平和三电平两种。
二电平逆变器svpwm调制方法通过对逆变器开关管的控制，使输出波形接近正弦波，并最大化功率输出。
其调制原理是将高频三角波与标准正弦波进行比较，通过控制开关管的导通时间实现输出波形的控制。
二电平逆变器svpwm调制方法具有简单、可靠的特点，在许多应用中得到广泛使用。
相比之下，三电平逆变器svpwm调制方法引入了一个额外的中点电压，可以提供更高的输出电压质量。
其调制原理是将标准正弦波与两个输出电压等级的三角波进行比较，通过控制开关管的导通时间和电平，实现输出波形的更精确控制。
三电平逆变器svpwm调制方法适用于高功率应用和对输出电压质量要求较高的场景。
本文将重点探讨二电平和三电平逆变器svpwm调制方法的调制原理和实现方式，比较其优缺点，并对其应用前景进行展望。
二电平和三电平逆变器svpwm调制方法的研究对提高逆变器效率、降低谐波失真以及满足不同应用需求具有重要意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的结构进行概括和简要说明。
可以按照以下方式编写:本文主要围绕着二电平逆变器SVPWM调制方法和三电平逆变器SVPWM调制方法展开讨论。
文章结构如下：第一部分为引言，包括概述、文章结构和目的。
在概述中，将会介绍逆变器的作用和重要性，以及SVPWM调制方法在逆变器中的应用背景。
文章结构将会简要列举本文的章节和主要内容。
目的部分将明确本文旨在比较二电平和三电平逆变器SVPWM调制方法的优劣以及探讨其应用前景。
两电平电压型逆变器的SVPWM控制仿真
根据定子三 相电压 分量 可 以定义如
下 的定子电压 空 间矢量 ：
2n
者之 间留 个短暂的死 区 时间
一
。
早 期由于开关频率 的限 制
，
，
电压 型
图 2 六 阶梯波模式 下榴 电压 波形
矛
：
，
2 ／( ％ ( f 3
j
)
+
％ (t
)e
i
i
+
Ⅳ。
( t )e
等 )
：
“
，
。
扣
，
(1 )
逆变器工 作在方波模式 下 此时输出的相
桥臂中的两只 主 管称 为互 补管( 即控制脉 冲是 互 反 的 ) 它们交替导通
，
输 出电流交流正 弦 的电流滞环 型 P W M 技 术 以及 S V P W M 技术等
。
。
在换流瞬
S V P W M 技术源
间 为 了 防止 同
， “ ”
一
相 上 下两 臂 的主 管 同
，
于 对 交流 电动机定 子磁链 实施跟 踪控制
P W M 控制的电压 型逆 变器
，
种 利用清 洁能源 发 电的分 布式 发
电系统 中都得到很好的应 用
。
这样将控制
输 出交流 电压 频率和幅值 的功能集成于
同
一
个功率变换单元 中 不仅减小系统成
， ，
一
两 电平 逆变 器 的工 作
本而且 同 时具 有较快的响应 故而 在大 多 数场合 中得到广泛应用
，
I
J
一
I
I
。
l
J
’
J
两电平矢量控制报告黄兵
作业1：两电平电压源型逆变器的空间矢量调制摘要：文章首先对空间矢量控制调制（SVPWM ）的原理做了简要分析，介绍了SVPWM 模型的搭建过程。
然后计算出直流母线电压值，负载电阻和电感。
最后分别做了频率30HZ 时调制度0.8、频率30HZ 时调制度0.4、频率60HZ 时调制度0.8、频率60HZ 时调制度0.4的Matlab 仿真，并贴出线电压、相电流以及各自的频谱谐波分析图。
1参数的计算给定矢量的最大幅值,max ref V 取决于六边形的最大内切圆的半径，由于该六边形由六个长度为2/3d V 的非零矢量组成，因此可求出,max ref V 的值为：而其线电压基波的最大有效值则可表示为：故当调制因数为ma 为1，线电压为4160V 时，直流母线电压：max,/0.7074160/0.7075884d SVM V V V ===在分析能量转换系统时，为了方便，通常采用标么值系统进行分析。
假定研究对象为一个三相对称系统，其视在功率为R S ,额定线电压为LL V ,则标么值系统中的电压基值可取为系统的额定相电压，即B V =故2402B V === 电流基值和阻抗基值分别定义为3R B B S I V =,B B BV Z I = 故61100.14332402R B B S I KA V ⨯===⨯240217.2140B B B V Z I ===Ω 0.9517.216.34R =⨯=Ω 频率基值为2260370.8B w f ππ==⨯⨯=式中，f 为供电电源的频率或逆变器的额定输出频率 电感和电容的基值则分别为17.246.4370.8B B B Z L mH w === 46.40.3415.78L mH =⨯=2矢量坐标变换坐标与W V U --坐标的转换关系⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡W V U I I I I I 232302121132βα （1）⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡βαI I I I I W V U 232123210132 （2）坐标与M T -坐标的转换关系cos sin sin cos s s M s s T I I I I αβθθθθ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦（3）cos sin sin cos s s M s s T I I I I αβθθθθ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦3矢量控制系统的建立3．1 判断Uref 所在的扇区由于三相全控桥桥有六个IGBT,有2的3次方即八个状态，除去上面或下面三个IGBT 全部导通这两种状态，还剩六种，故空间矢量分为六个扇区，分别给出一个扇区号，只有知道了Urefu 所在的扇区，才能知道用哪两个相邻的矢量去合成Uref ，在坐标系α-β中Uref 是以U αref 、U βref 的形式给出的，我们可按如下方法确定Uref 所在扇区，设：A V β=；B V αβ-；C V αβ=+； 则()()4()N sign A sign B sign C =+2+，相应的仿真模块如图1所示。
一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法
2009年1月电工技术学报Vol.24 No. 1 第24卷第1期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jan. 2009一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法姜卫东1,2王群京1,2,3陈权3史晓锋1（1. 合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥 2300092. 教育部光伏系统工程研究中心合肥 2300093. 安徽大学电子科学与技术学院合肥 230009）摘要在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上，提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法。
三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得，并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换。
为了分析三电平逆变器的脉冲序列模式，按照矢量之间切换的可能性，提出了一种新的可用于描述矢量开关序列的分类标准。
针对传统的和改进的作用序列进行逆变器输出谐波的评估。
文中所提的各种理论与算法都可以非常容易地推广到更多电平的系统中。
为了验证所提算法的正确性，进行了实验验证。
关键词：三电平两电平空间矢量调制脉冲序列中图分类号：TM464SVPWM Strategy for Three-Level Inverter Based on SVPWM Strategyfor Two-Level InverterJiang Weidong1,2 Wang Qunjing1,2,3 Chen Quan3 Shi Xiaofeng1（1. Hefei University of Technology Hefei 230009 China2. Research Center for Photovoltaic System Engineering Ministry of Education Hefei 230009 China3. Anhui University Hefei 230009 China）Abstract Based on the intrinsic relationship between SVPWMs for two-level inverters and three-level inverters, a novel SVPWM control algorithm is proposed for three-level. The dwell time of voltage vector for three-level inverter can be acquired from counterpart for two-level inverter by usinga linear transformation. Aiming to analysis the output PWM sequence of three-level inverter, a novelclassification standard of voltage vector is proposed. Based on evaluating the PWM sequences, a novel PWM sequence is given, that can reduce the total harmonics distortion of inverter output. The control strategy can be extended to five or seven-level inverters easily. At last, the proposed algorithm is verified on prototype in laboratory.Keywords：Three-level, two-level, SVPWM, PWM sequence1引言自1981年日本长岗大学教授Akira Nabea提出三电平结构[1]以来，该拓扑已在例如高压（中压）交流电动机传动、FACTS和电网无功功率补偿与吸收等多个领域得到广泛应用。
一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法
一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法姜卫东;王群京;陈权;史晓锋【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2009(024)001【摘要】在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上,提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法.三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得,并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换.为了分析三电平逆变器的脉冲序列模式,按照矢量之间切换的可能性,提出了一种新的可用于描述矢量开关序列的分类标准.针对传统的和改进的作用序列进行逆变器输出谐波的评估.文中所提的各种理论与算法都可以非常容易地推广到更多电平的系统中.为了验证所提算法的正确性,进行了实验验证.【总页数】7页(P108-114)【作者】姜卫东;王群京;陈权;史晓锋【作者单位】合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥,230009;教育部光伏系统工程研究中心,合肥,230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥,230009;教育部光伏系统工程研究中心,合肥,230009;安徽大学电子科学与技术学院,合肥,230009;安徽大学电子科学与技术学院,合肥,230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥,230009【正文语种】中文【中图分类】TM464【相关文献】1.一种简化的三电平逆变器空间矢量脉宽调制算法 [J], 丁娅;李山;叶阳建;王程2.一种简化的三电平逆变器空间矢量脉宽调制算法 [J], 丁娅;李山;叶阳建;王程;3.一种基于矢量空间解耦的三电平六相逆变器空间矢量调制策略 [J], 陈健;王政;程明4.一种基于两电平的5电平空间矢量调制算法 [J], 屠伟;吴玮;刘贺;伍小杰5.一种NPC型三电平变流器虚拟空间矢量调制策略的快速算法研究 [J], 李宁;王跃;蒋应伟;王兆安因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于Simulink的三相两电平逆变器的空间矢量调制的研究与仿真
从仿真的结果可以看出, 空间矢量调制在逆变器中 是很重要的, 他的最大优点是可以很容易地对输出的幅 值及频率进行控制, 进而控制电动机, 而且实现很容易,
控制灵活、方便, 随着这种技术的不断完善, 他必将在逆 变器和电动机调速系统中得到更广泛的应用。
参 考 文 献
[ 1 ] 郑智琴1Sim u link 电子通信仿真与应用 [M ] 1 北京: 国防 工业出版社, 20021
制, 而逆变器输出电压的幅值由参考电压V ref 的幅值来确 定。
3 实例仿真
由于空间矢量调制在电源逆变器的数字控制中有着 相当广泛的应用。下面给出一个实例, 这是为某厂研究设 计的对电动机进行空间矢量调制的实际电路, 现已投入运 行, 接下来给出仿真的参数以及仿真的电路图和结果。
在仿真中有几个重要的参数, 基波频率 f 1 设计为工频 50 H z; 逆变器的开关频率f sw 设计为900 H z; 采样时间T s 为 1111 m s; 还有很重要的调制比m Α, 在这里取为 019, m Α =
关键词: 逆变器; 空间矢量调制; 仿真; 波形 中图分类号: TM 922 文献标识码: B 文章编号: 1004 373X (2005) 06 102 02
Research and S im ula t ion of Space Vector M odula t ion of Three pha se Two level Inverter Ba sed on S im ul ink
上式中, 常数2 3 有时是有选择性的, 这个常数常用
的有2 3 和 2 3。使用2 3 的优点是在使用上式转化后, 两相电压的幅值和三相电压的幅值是相等的, 一个空间 电压矢量一般可以用两相电压来表示, 如下式:
多电平逆变器空间矢量调制技术研究的开题报告
多电平逆变器空间矢量调制技术研究的开题报告一、研究背景及意义随着电力电子技术的快速发展，逆变器作为电力电子变换器的关键部件，广泛应用于各种工业和民用电力电子设备中。
多电平逆变器是一种逆变器拓扑结构，它可以将直流电压精准地转换成交流输出电压，因此在工业自动化、新能源、电动汽车等领域具有广泛的应用前景。
空间矢量调制技术是多电平逆变器的重要控制策略之一，通过快速地调整电压矢量的方向和大小，可以有效地降低输出电压的失真度和谐波含量，提高逆变器的效率和可靠性。
因此，深入研究多电平逆变器空间矢量调制技术，对于进一步提升逆变器的性能和应用价值具有重要意义。
二、研究内容和方法本课题的研究内容主要包括以下方面：1. 多电平逆变器的基础原理和拓扑结构分析。
2. 空间矢量调制技术的基本原理和应用特点分析。
3. 多电平逆变器空间矢量调制技术的实现方法和控制策略研究。
4. 空间矢量调制技术在多电平逆变器中的应用效果及优化方法研究。
本研究将主要采用理论研究和计算机仿真相结合的方法，通过理论分析和MATLAB/Simulink仿真模拟，在多电平逆变器空间矢量调制技术的实现方法、控制策略、应用效果等方面进行深入研究和分析，为多电平逆变器在实际应用中提供科学、合理的解决方案。
三、预期成果和意义本研究的预期成果包括以下几个方面：1. 多电平逆变器的基础原理和空间矢量调制技术的基本原理、应用特点等方面的深入理解。
2. 多电平逆变器空间矢量调制技术的实现方法和控制策略的探究，为实际应用中的逆变器设计提供指导。
3. 空间矢量调制技术在多电平逆变器中的应用效果及优化方法研究，为提高逆变器的性能和应用价值提供理论支持。
4. 研究成果将对多电平逆变器的研究和应用具有较大的推动作用，并有望在新能源、电力电子、电动汽车等领域得到广泛应用。
两电平电压源逆变器空间矢量调制方案知识讲解
任务2:两电平电压源逆变器空间矢量调制方案周乐明学号：S1*******电气2班摘要提出了三相两电平逆变器的空间矢量调制方法，详细讨论了两电平逆变器的工作原理及空间矢量调制的基本原理，并给出一个具体的仿真实例，通过仿真，可以得出实际运行中的电压、电流的波形，而且在文中给出了实例的电路原理图，使得对于空间矢量调制的原理得以更加清楚的认识。
1. 两电平电压源逆变器空间矢量调制1.1结构试图三相电压型逆变器电路原理图如图 2.1所示。
定义开关量a, b, c和a'，b'，c'表示6个功率开关管的开关状态。
当a，b或c为1时，逆变桥的上桥臂开关管开通，其下桥臂开关管关断（即a'，b'或c'为0）;反之，当a，b或c为0时，上桥臂开关管关断而下桥臂开关管开通（即a'，b'或c'为1）。
由于同一桥臂上下开关管不能同时导通，则上述的逆变器三路逆变桥的组态一共有8种。
对于不同的开关状态组合（abc），可以得到8个基本电压空间矢量。
各矢量为：a b c V an V bn V cn V ab V bc V ca U out0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 0 0 2U dc/3 -U dc/3 -U dc/3 U dc-U dc ■|U dc3 U out2U dc,L2be' (2-1)则相电压V an、V bn、V en，线电压V ab、rV bc、V ca以及U out（abc）的值如下表2-1所示（其中U de为直流母线电压）。
示的电压空间矢量图。
它们将复平面分成了1.2 SVPWM 算法实现SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期 T PWM 内通过对基本电压矢 量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。
本文采用电压矢量合成法实现SVPWM 。
如上图2.2所示，在某个时刻，电压空间矢量U out 旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量（U K 和U K +1 ）和零矢量（U 。
两电平逆变器调制基本介绍
两电平SVPWM 技术的基本介绍一、两电平逆变器：设直流电压为U d ，以低压节点为零电位，若经过逆变器得到的PWM 波只有两种电平，即U d 和0，这种逆变器称为两电平逆变器，如下图所示。
u a ，u b ，u c 为相电压，u ab 为线电压。
在所示的三相拓扑结构中，VT1~VT6以相隔600的电角度依次导通，每个IGBT 导通1800；任一时刻有三个IGBT 导通，并保证同桥臂的只有一个导通。
（即VT5、VT6、VT1；VT6、VT1、VT2；VT1、VT2、VT3；VT2、VT3、VT4；VT3、VT4、VT5；VT4、VT5、VT6顺序）逆变器便可产生三相交流电。
二、电压矢量与磁链矢量轨迹磁场磁链矢量与合成电压矢量的关系为t u dt iR u p p +ψ=-=ψ⎰0)((R 为绕组电阻，此式中R 忽略不计。
)当t=0时，0ψ=0，则有t u p =ψ，转换为极坐标表示，可有：θj Re =ψ（1-1），式中，R ——磁链幅值，ωL u R )3/2(=；L u ——逆变器输出线电压有效值；ω——给定角速度，f πω2=，f 是给定频率； θ——ψ与虚轴j 的夹角。
可以得出，p u 与ψ成正比，方向为磁链圆的切线方向。
当ψ在旋转一周时，p u 连续按磁链圆的切线方向运动π2弧度，其轨迹与磁链圆重合，如下图所示。
SVPWM 技术（空间矢量脉冲宽度调制技术）：是通过控制电压的空间矢量，使磁链轨迹逼近圆形。
所以，SVPWM 调制方式具有谐波分量小，转矩平稳，直流利用率高等优点。
在调制中，开关器件的开通与关断时刻的选取原则是三相输出合成电压矢量保证电动机磁通轨迹为圆。
当逆变器按六拍方式运行时，设磁链ψ初始位置为A 点，此时逆变器输出电压矢量为u 3，按方向相同原则，磁链ψ沿着3u 方向，即AB 方向移动，当到达B 点时，若逆变器输出电压矢量为4u ，则ψ沿BC 方向移动。
以此类推，逆变器输出为5u ，6u ，1u ，2u ，则ψ沿着CD 、DE 、EF 、FA 方向移动，从而形成逆时针旋转的正六边形，此时形成磁链轨迹并不是圆形，谐波分量较大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
任务2：两电平电压源逆变器空间矢量调制方案周乐明 学号：S1******* 电气2班摘要提出了三相两电平逆变器的空间矢量调制方法，详细讨论了两 电平逆变器的工作原理及空间矢量调制的基本原理，并给出一个具体的仿真实例，通过仿真 ，可以得出实际运行中的电压、电流的波形，而且在文中给出了实例的电路原理图，使得对 于空间矢量调制的原理得以更加清楚的认识。
1. 两电平电压源逆变器空间矢量调制1.1 结构试图三相电压型逆变器电路原理图如图2.1所示。
定义开关量a ，b ，c 和a '，b '，c '表示6个功率开关管的开关状态。
当a ，b 或c 为1时，逆变桥的上桥臂开关管开通，其下桥臂开关管关断(即a '，b '或c '为0)；反之，当a ，b 或c 为0时，上桥臂开关管关断而下桥臂开关管开通(即a '，b '或c '为1)。
由于同一桥臂上下开关管不能同时导通，则上述的逆变器三路逆变桥的组态一共有8种。
对于不同的开关状态组合(abc )，可以得到8个基本电压空间矢量。
各矢量为：22j j dc33out2()3U U a be ce ππ-=++ (2-1)则相电压V an 、V bn 、V cn ，线电压V ab 、V bc 、V ca 以及out ()U abc 的值如下表2-1所示（其中U dc 为直流母线电压）。
图2.1 三相电压型逆变器原理图可以看出，在8种组合电压空间矢量中，有2个零电压空间矢量，6个非零电压空间矢量。
将8种组合的基本空间电压矢量映射至图2.11所示的复平面，即可以得到如图2.13所示的电压空间矢量图。
它们将复平面分成了6个区，称之为扇区。
α60(110)U 0(100)U 120(010)U 180(011)U 240(001)U 300(101)U Ⅴ图2.2 电压空间矢量与对应的（abc ）示意图1.2 SVPWM 算法实现SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期T PWM 内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。
本文采用电压矢量合成法实现SVPWM 。
如上图2.2所示，在某个时刻，电压空间矢量out U 旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量(K U 和K+1U )和零矢量(0U )在时间上的不同组合来得到。
先作用的K U 称为主矢量，后作用的K+1U 称为辅矢量，作用的时间分别为T K 和T K+1，000U 作用时间为T o 。
以扇区I 为例，空间矢量合成示意图如图2.3所示。
根据平衡等效原则可以得到下式：PWM out 102600000111()T U TU T U T U U =++或 (2-2)120PWM T T T T ++= (2-3)11PWM2260PWM o T U U T T U U T ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(2-4) 式中，T 1，T 2，T 0分别为0U ，60U 和零矢量000U 和111U 的作用时间，θ为合成矢量与主矢量的夹角。
图2.3电压空间矢量合成示意图要合成所需的电压空间矢量，需要计算T 1，T 2，T 0，由图2.14可以得到：out 12sin 2/3sin(/3)sin U U U ππθθ==- (2-5)将式(2-29)及∣0U ∣＝∣60U ∣＝2U dc /3和∣out U ∣=U m代入式(2-30)中，可以得到：1PWMdc 2PWM dc o PWM dc sin()3sin (1))6T T T T πθθπθ⎧=-⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=--⎪⎩(2-6) 取SVPWM 调制深度m dc /M U =，在SVPWM 调制中，要使得合成矢量在线性区域内调制，则要满足out m dc 2/3U U U =≤，即max 2 1.15471M ==>。
由此可知，在SVPWM 调制中，调制深度最大值可以达到1.1547，比SPWM 调制最高所能达到的调制深度1高出0.1547，这使其直流母线电压利用率更高，也是SVPWM 控制算法的一个主要优点。
(1) 判断电压空间矢量U out 所在的扇区outU 0U 60U 12T θ1U 2U βαu β判断电压空间矢量U out 所在扇区的目的是确定本开关周期所使用的基本电压空间矢量。
用U α和U β表示参考电压矢量U out 在α、β轴上的分量，定义U ref1，U ref2，U ref3三个变量，令：ref1ref2ref3U u U u U u βαβαβ⎧=⎪⎪=-⎨⎪=-⎪⎩ (2-7) 再定义三个变量A ，B ，C 通过分析可以得出：若U ref1>0，则A=1，否则A=0； 若U ref2>0，则B=1，否则B=0； 若U ref3>0，则C=1，否则C=0。
令N=4*C+2*B+A ，则可以得到N 与扇区的关系，通过下表2-2得出U out 所在的扇区(如图2.2)。
表2-2 N 与扇区的对应关系(2) 确定各扇区相邻两非零矢量和零矢量作用时间由图2.14可以得出：12060PWMPWM 260PWM cos 3sin 3T T u U U T T T u U T αβππ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(2-8) 则上式可以得出：PWM1dc PWM 2dc )2T u U T uU αββ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(2-9) 同理，以此类推可以得出其它扇区各矢量的作用时间，可以令：PWM dcPWM dc PWM dc )()u X U Y u U Z u U βαβαβ⎧=⎪⎪⎪⎪=+⎨⎪⎪⎪=+⎪⎩(2-10) 可以得到各个扇区T 1、T 2、T 0作用的时间如下表2-3所示。
表2-3 各扇区T 1、T 2、T 0作用时间如果当T 1+T 2>T PWM ，必须进行过调制处理，则令:11PWM 1222PWM 12T T T T T T T T T T ⎧=⎪+⎪⎨⎪=⎪+⎩(2-11) (3) 确定各扇区矢量切换点定义：a PWM 12b a 1cb 2()/4/2/2T T T T T T T T T T =--⎧⎪=+⎨⎪=+⎩ (2-12) 三相电压开关时间切换点T cmp1、T cmp2、T cmp3与各扇区的关系如下表2-4所示。
表2-4 各扇区时间切换点T cmp1、T cmp2、T cmp3开关状态每次只变化一次。
假设零矢量000和零矢量111在一个开关周期中作用时间相同，生成的是对称PWM 波形，再把每个基本空间电压矢量作用时间一分为二。
例如图1-4所示的扇区I ，逆变器开关状态编码序列为000，100，110，111，110，100，000，将三角波周期T PWM 作为定时周期，与切换点T cmp1、T cmp2、T cmp3比较，从而调制出SVPWM 波，其输出波形如图2.15所示。
同理，可以得到其它扇区的波形图。
PWM PWM a b c图2.4 扇区I 内三相PWM 调制方式1.3参数计算基准相电压4160/32401.73RB V V V ===V 基准电流610/3/(4160/3)138.83RB BS I A V === 基准阻抗4160/3/(240/3)17.3BB BV Z I ===V/A 又功率因素为0.95，有 设基准电阻为X ，基准电抗为Y则有2217.30.90.31x Y ⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭220.95X X Y=+因此线路总漏电感其中*3*dc a ref V m V ==5883V2.simulink 仿真得到的波形其中a ）为V AB 的波形，b ）为i A 的波形，c ）为V AB 的THD ，d)为i A 的THDa)b)c)d)图A m a=0.4 f=30HZa)b)c)d)图B m a=0.4 f=60HZa)b)c)d)图C m a=0.8，f=60HZa)b)c)d)图 D m a=0.8，f=30HZ3.结论1.V AB的波形并非半波对称，它包含有奇次谐波和偶次谐波。
2.由于负载电感的滤波效果，i A的THD远小于V AB的THD，这是由于收到了负载电感滤波的影响。
3.电压和电流的谐波以边带形式出现，采样频率及倍频为中心分布在两边。
4.几波电压与调制因素成正比5.V AB的THD睡着m a的增加而减小。
6.每半个基波周期中的脉冲个数N p对THD的影响不大附图二：两电平电压源逆变器空间矢量调制图图3.1 整体模型图3.2 SVPWM仿真模型图图3.3中间变量XYZ 图3.4 t1、t2时间的计算图3.5计算切换时间tcm1 tcm2 tcm3图3.6导通时刻模块图3.7三相到两相静止变换图3.8 扇区选择模块。