根据SVPWM三相并网逆变器仿真报告

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三相电压型SVPWM整流器仿真研究

三相电压型SVPWM整流器仿真研究

三相电压型SVPWM整流器仿真研究一、概述随着电力电子技术的快速发展,三相电压型SVPWM(空间矢量脉宽调制)整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置,在新能源发电、电机驱动、电网治理等领域得到了广泛应用。

SVPWM技术以其独特的调制方式,能够实现输出电压波形的高精度控制,提高整流器的电能转换效率,降低谐波污染,成为现代电力电子技术的研究热点。

三相电压型SVPWM整流器的基本工作原理是通过控制整流器的开关管通断,将交流电源转换为直流电源,为负载提供稳定、可靠的直流电能。

在SVPWM调制策略下,整流器能够实现对输入电压、电流的高效控制,使电网侧的功率因数接近1,从而减小对电网的谐波污染,提高电能质量。

为了深入了解三相电压型SVPWM整流器的性能特点,本文将对其仿真研究进行深入探讨。

通过建立整流器的数学模型,利用仿真软件对其进行仿真分析,可以直观地了解整流器在不同工作条件下的运行特性,为实际工程应用提供有力支持。

仿真研究还可以为整流器的优化设计、参数选择等提供理论依据,推动三相电压型SVPWM整流器技术的进一步发展。

三相电压型SVPWM整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置,在现代电力电子技术中具有重要的应用价值。

通过仿真研究,可以深入了解其性能特点,为实际应用提供有力支持,推动相关技术的不断发展。

1. 研究背景:介绍三相电压型SVPWM整流器的研究背景及其在电力电子领域的应用价值。

能源转换效率的提升:在当前的能源结构中,电力是最主要的能源形式之一。

电力在传输和分配过程中往往存在损耗和污染。

三相电压型SVPWM整流器作为一种能够实现AC(交流)到DC(直流)高效转换的装置,能够显著提高能源转换效率,降低能源浪费,从而满足日益增长的能源需求。

电网稳定性的改善:随着可再生能源的快速发展,电网的稳定性问题日益突出。

三相电压型SVPWM整流器具有快速响应和精准控制的特点,能够有效地改善电网的电能质量,提高电网的稳定性。

三相光伏并网逆变器的研制及SVPWM算法的实现的开题报告

三相光伏并网逆变器的研制及SVPWM算法的实现的开题报告

三相光伏并网逆变器的研制及SVPWM算法的实现的开题报告一、选题背景随着我国经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,对能源的需求也越来越大,但传统的能源供应方式已经不能满足我们的需求了。

而太阳能发电作为一种绿色、可再生能源,其在实际应用中具有广泛的应用前景。

然而,由于太阳能发电存在着天气变化和能量产生的不稳定性等因素的影响,使得太阳能电站的局限性很大,因此需要对其进行优化改进。

在太阳能电站中,光伏并网逆变器是其最核心的部件之一,其作用是将太阳能电池转换并输出为交流电,并将其与电网进行并联,从而实现电能的输送。

因此,研究开发高质量的光伏并网逆变器技术已经变得非常重要。

二、研究内容本研究的主要内容是设计并实现一种三相光伏并网逆变器,并采用控制策略进行优化控制。

同时,使用SVPWM算法对开关器件进行控制,从而提高逆变器的效率和准确性。

具体研究内容如下:1. 三相光伏并网逆变器的硬件设计:包括设计电路图、选取器件等。

2. 控制策略的设计与实现:本研究将采用基于模型预测控制(MPC)的方法进行逆变器的控制。

该方法具有控制响应快、控制精度高、鲁棒性强等优点。

3. SVPWM算法的设计与实现:SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)是一种新型的PWM控制技术。

本研究将采用该技术对开关器件进行控制,以提高逆变器的效率和准确性。

三、研究意义本研究的意义在于:首先,通过设计并实现一种高质量的光伏并网逆变器,能够提高太阳能电站的发电效率和输出能力,从而实现对现有能源的有效替代。

其次,采用基于模型预测控制(MPC)的控制策略和SVPWM算法能够提高逆变器的控制精度和效率,从而提高了逆变器的性能表现。

最后,本研究对于促进我国光伏产业的发展具有重要的意义。

四、研究方法本研究的研究方法主要分为以下几个步骤:1. 研究三相光伏并网逆变器的工作原理和电路设计原理,深入了解光伏并网逆变器的组成结构和工作特点。

基于三相并网逆变器SPWM及SVPWM控制的仿真研究

基于三相并网逆变器SPWM及SVPWM控制的仿真研究

基于三相并网逆变器SPWM及SVPWM控制的仿真研究三相并网逆变器是一种常见的电力电子设备,用于将直流电能转化为交流电能并连接到电网中。

在实际应用中,为了提高逆变器的性能和控制精度,常常采用了SPWM和SVPWM控制策略。

本文对基于三相并网逆变器的SPWM和SVPWM控制进行了仿真研究。

首先,介绍了三相并网逆变器的基本工作原理。

三相并网逆变器由整流器和逆变器两个部分组成。

整流器将电网中的交流电转化为直流电,逆变器将直流电转化为交流电并注入电网中。

同时,逆变器还需要提供电网中的电能质量控制,包括功率因数修正和谐波消除等。

接着,详细介绍了SPWM和SVPWM控制策略。

SPWM控制是一种常见的逆变器控制方法,通过调节逆变器输出电压的幅值和频率来实现对电网的注入电能控制。

SVPWM控制是一种更精确的控制方法,将逆变器输出电压分解为两个三角波信号,并通过调节三角波波形的占空比和相位来精确控制逆变器输出电压。

其优点是能够实现连续变化的电压和频率控制,提高了系统的运行稳定性和效率。

然后,搭建了三相并网逆变器的仿真模型,并分别进行了SPWM和SVPWM控制的仿真实验。

在仿真实验中,选择了逆变器的输出电压波形、频率和相位作为控制目标,通过调节SPWM和SVPWM控制的参数来实现对逆变器输出电压的控制。

仿真结果表明,SVPWM控制相比于SPWM控制具有更高的控制精度和稳定性,在电网注入电能方面效果更好。

最后,对仿真结果进行了分析和讨论。

在仿真实验中,SPWM控制的输出电压存在较大的气动调节误差,而SVPWM控制的输出电压更接近于理想波形,控制精度更高。

此外,SVPWM控制可以实现更高的电压变化速率和更精确的相位控制,更适用于一些对控制精度要求较高的应用场景。

综上所述,基于三相并网逆变器的SPWM和SVPWM控制是一种有效的控制策略。

本文通过仿真研究发现,SVPWM控制相比于SPWM控制具有更高的控制精度和稳定性,可以满足一些对电网注入电能控制要求较高的应用需求。

基于SVPWM控制的逆变器仿真研究

基于SVPWM控制的逆变器仿真研究

(13)
由图 3 和表 3 可得在各扇区内各电压矢量的切换时刻如表 4 中所示。
4 仿真
4.1 三相电压型全桥逆变器在 MATLAB/SIMULINK 下的仿真模型
根 据 上 述 逆 变 器 数 学 模 型 [ 式(1)和 式(2)],在 MATLAB/SIMULINK 环境下建立的三相电压型全桥逆变器的通用 仿真模型如图 4 所示。
图 1 三相电压型全桥逆变器主电路图
由于同一桥臂的两个开关器件不能同时导通,可设第 i 个 开关器件导通时,Si=1;否则 Si=0(Si 称为开关变量)。
开关函数定义:
(1)
式中:k =0,1,…,6,7 分别代表逆变器工作的 8 种开关状态。 假设三相参数完全对称,则逆变器的输出相电压为:
(2)
两个零矢量施加时间的分配与pwm输出波形的谐波有关文献9介绍了零矢量时间分配与pwm波形畸变率的关系并指出在t为了使逆变器输出电压波形对称将零矢量平均分为四份在开关周期的首尾各放一份在中间放两份将两个基本电压矢量u平分为二后插在零矢量间按开关损耗较小的原则每次切换开关状态时只切换一个开关器件首尾的零矢量取u0中间的零矢量取u7这样就可以画出如图3所示的扇区的开关序列和作用时间1023ud并结合式9可得
4.2 SVPWM 在 MATLAB/SIMULINK 下的仿真模型
在 MATLAB\SIMULINK 环境下建立的 SVPWM 算法模
结合以上仿真模块建立如图 8 所示的基于 SVPWM 控制 的三相电压型逆变器仿真模型,并设置仿真参数如下:直流侧 电压 Ud=600 V,参考电压正弦波频率 f1=50 Hz,三角波频率 f2=3 150 Hz(为了保持三相系统之间的对称性,以及每相波形 正、负半周的对称性,载波比应取为 3 的整数倍,并且应为奇 数[12)] ,采样周期 Ts=1/f2,三角波幅值为 Ts/2,仿真算法为 ode3, 步长为 2e~6 s,仿真时间为 0.08 s。

三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用

三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用

三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用三相电压型SPWM逆变器是一种常见的电力电子装置,用于将直流电能转换为交流电能。

它广泛应用于可再生能源发电系统、电动汽车充电系统、UPS电源等领域。

本文将对三相电压型SPWM逆变器进行仿真分析,并讨论其在实际应用中的一些关键技术。

首先,我们来介绍一下三相电压型SPWM逆变器的工作原理。

该逆变器由六个开关管组成,三个开关管连接到每个电压型逆变器的输入端,三个开关管连接到中性点。

逆变器的输入是直流电压,输出是三相交流电压。

逆变器的工作原理是通过不同开关管的开关状态,控制直流电压经过逆变器的辅助电路,从而产生所需的交流电压。

在SPWM控制策略下,通过对开关管的PWM波形进行调制,可以实现对输出电压的调节。

接下来,我们进行三相电压型SPWM逆变器的仿真分析。

首先,我们需要建立逆变器的数学模型,并设计控制策略。

然后,利用数值计算软件进行仿真模拟,得到逆变器的输出波形和性能参数。

最后,对仿真结果进行分析和验证。

在仿真过程中,我们可以通过调节PWM波形的频率、幅值和相位等参数,观察输出电压的变化情况。

同时,可以对逆变器的效率、谐波含量、响应时间等性能指标进行评估和改进。

通过仿真分析,可以帮助我们更好地理解逆变器的工作原理和特性,并为实际应用中的设计和优化提供参考。

除了仿真分析,三相电压型SPWM逆变器还有一些关键技术需要注意。

首先是开关管的选择和驱动电路的设计,要保证开关管具有足够的电流和电压承受能力,并且能够快速开关。

其次是PWM控制策略的设计,包括调制波形的产生方法和控制方法的选择,以实现输出电压的精确控制。

此外,还需要考虑逆变器的过电流保护、温度保护、短路保护等安全措施。

综上所述,三相电压型SPWM逆变器是一种常见的电力电子装置,在可再生能源发电系统、电动汽车充电系统、UPS电源等领域有广泛应用。

通过仿真分析和关键技术的研究,可以提高逆变器的性能和可靠性,推动其在实际应用中的进一步发展。

基于SVPWM三相逆变器在MATLAB下的仿真研究.doc

基于SVPWM三相逆变器在MATLAB下的仿真研究.doc

基于SVPWM 三相逆变器在MATLAB 下的仿真研究摘要:介绍了电压空间矢量脉宽调制控制算法的基本概念; 并简要介绍了利用多种实际矢量合成所需电压矢量的方法及具体的实现算法; 最后,利用 Matlab 的 Simulink 工具箱,建立了SVPWM 逆变器的仿真模型,通过仿真波形可知,该算法是正确的,并分析了逆变器输出的交流电压和电流的谐波。

关键词:SVPWM 、Simulink 、三相逆变器0 引 言电压空间矢量脉宽调制( Space Vector PWM,SVPWM) 控制技术,也称作磁链跟踪控制技术,它是从控制交流电动机的角度出发,最终目的是在电动机气隙空间形成旋转磁场,从而产生恒定的电磁转矩。

空间矢量脉宽调制方法依附其优越的性能指标、易于数字化实现等优点,自提出以来就成为研究的热点,不仅可以应用在各种交流电气传动系统中,而且在电力系统功率因数的调节以及各种利用清洁能源发电的分布式发电系统中都有很好的应用前景。

1 SVPWM 逆变器的原理1.1 电压空间矢量电压空间矢量是研究交流电动机三相电压与电动机旋转磁场关系而提出的虚构物理量。

在空间按 120°对称分布的三相电机定子绕组上施加三相对称电压()1)32sin()32sin(sin ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫+=-==πωπωωt U u t U u t U u m c m b m a在定子绕组中即产生定子电流和磁通。

对单个绕组而言,产生的磁通是脉振的,它仅在固定的绕组轴线位置上有大小和方向的变化,但是在三相绕组的配合作用下,在电机的气隙中就产生了合成的旋转磁场。

电压和电流是时间变量,并没有空间的概念,但是电动机三相绕组产生的旋转磁场是空间和时间的变量,它的大小和空间位置随时间变化,一般以矢量表示。

时空变化的旋转磁场由三相电压产生,为了描述三相电压与电动机旋转磁场的关系,提出了电压空间矢量的概念。

电压空间矢量反映了三相电压综合作用的效果,三相电压与电压空间矢量的关系由 Park 变换来表示:)2()(322401200 j C j B j S e u e u e u u A ++=式中,u s 为电压空间矢量,u A 、u B 、u C 为三相相电压,2/3为变换系数,指数项表示了三相绕组的空间位置。

基于SVPWM的三电平逆变器仿真研究_胡慧慧

基于SVPWM的三电平逆变器仿真研究_胡慧慧

411/2008收稿日期:2007-10-05作者简介:胡慧慧(1980-),女,硕士研究生,主要研究方向为电力电子与电力传动技术;马文忠(1968-),男,副教授,博士,主要研究方向为电力电子变换与电机驱动技术。

基于SVPWM 的三电平逆变器仿真研究胡慧慧,马文忠,董磊(中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,山东东营257061)摘 要:分析三电平逆变器的结构及工作原理,研究将电压空间矢量控制技术(SVPWM )应用在三电平逆变器上的方法,并通过仿真,验证算法的可行性。

关键词:三电平;矢量控制;逆变器;仿真中图分类号:TM464文献标识码:A文章编号:1671-8410(2008)01-0041-04Simulation and Research of Three-level Inverter with SVPWMHU Hui-hui, MA Wen-zhong, DONG Lei(College of Information and Control Engineering, China University of Petroleum, Dongying, Shandong 257061, China)Abstract: This paper analyzes the structure and operation principle of three-level inverter and researches space vector PWM(SVPWM)control technique. The reliability of the system was estimated by simulation of the mathematical model.Key words:three-level; space vector control; inverter; simulation0引言与传统的逆变器相比,目前以二极管中点箝位型结构为代表的三电平逆变器更适合用于控制高电压、大功率电机,且具备输出电压波形谐波含量低,跳变(d u /d t )引起的电磁干扰小等优点。

三相SPWM逆变器仿真报告

三相SPWM逆变器仿真报告

电力电子建模仿真报告
一、仿真要求
设计一个三相SPWM逆变器,使得输出相电压100Hz,有效值220V,负载RL类型(R=50Ω,L=10mH)直流母线电压540V,观察输出电流波形,对电流电压进行谐波分析。

二、仿真模型
图1 SPWM三相逆变电路仿真模型
三、仿真分析
设置参数,即将调制波频率设为100Hz,载波频率设为基波的30倍(载波比N=30),即3000Hz,m=0.9,负载RL类型(R=50Ω,L=10mH),直流母线电压540V,在powergui 中设置为离散仿真模式,采样时间设为1e-006s,运行仿真模型。

双击powergui,选择FFT 分析。

图2 SPWM三相逆变电路输出A相电流a I的波形
图3 SPWM三相逆变电路输出A相电流a I的FFT分析
U的波形图4 SPWM三相逆变电路输出A相电流a
U的FFT分析
图5 SPWM三相逆变电路输出A相电流a
由上面分析可知,电流谐波分布中最高的为28次谐波,最高频率为3000Hz时的THD=12.63%,输出电流近似为正弦波。

电压谐波分布中最高的为28次谐波,最高频率为3000Hz时的THD=79.22%。

四、仿真总结
通过适当的参数设置(如载波比N、调制度m等),运用SPWM控制技术,可以有效减小输出电压和输出电流的谐波分量,改善输出波形,可以很好的实现逆变电路的运行要求。

SVPWM 仿真实现及结果分析

SVPWM 仿真实现及结果分析

江苏科技大学本科毕业设计(论文)学院电子信息学院专业电气工程及其自动化学生姓名雍康震班级学号指导教师二零零九年六月电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)仿真实现The Simulation Of V oltage space vector pulse width modulation江苏科技大学毕业论文(设计)任务书学院:张家港校区专业:(张家港)电气工程及其自动化学号:0545503234 姓名:雍康震指导教师:袁文华职称:助教2009年 3 月 4 日注:1、如页面不够可加附页2、以上一~五项由指导教师填写摘要随着全控型快速半导体自开关器件和智能型高速微控制芯片的发展,使得数字化PWM成为PWM控制技术发展的趋势。

但是传统的SPWM法比较适合模拟电路实现,不适应于现代电力电子技术数字化的发展趋势。

电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)控制技术是一种优化了的PWM控制技术,和传统的PWM法相比,不但具有直流利用率高(比传统的SPWM法提高了约15%),输出谐波少,控制方法简单等优点,而且易于实现数字化。

本文首先对脉宽调制技术的发展现状进行了综述,在此基础上分析了电压空间矢量脉宽调制技术的发展现状,接着对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理进行了详细的分析和推导。

最后介绍了SVPWM的基本原理及其传统的实现算法,并通过SVPWM的算法构建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。

关键字:空间矢量脉宽调制;仿真;建模;算法;Matlab/SimulinkAbstractTogether with the continual development of all-controlled fast semiconductor self-turn-off devices and intelligent high speed micro-control chip, the digitized PWM is becoming the trend of PWM control technique development .However, the traditional SPWM method is more suitable for analog circuits, and the traditional SPWM can not adapt to the development trend of the digitization of the modem power and electric. Space-vector pulse width modulation (SVPWM)is a kind of superiorized PWM control technique: achieving the effective utilization of the DC supply voltage(compared with the traditional SPWM, reduced by 15.47%), having little harmonic output and the easy control method, furthermore easy to realize the digitization.The article presents the developing condition of PWM and SVPWM firstly.The theory of SVPWM is discussed in detail.Finally, the basic principle of SVPWM and the traditional algorithm are introduced, and constructing Matlab/Simulink simulation model by SVPWM algorithm .In the end, the simulation on results verifies the correctness and feasibility of the algorithm.Keywords:svpwm;simulation;modeling;algorithm;Matlab/Simulink目 录第一章 绪论 (1)1.1 课题的研究背景 (1)1.2脉宽调制技术(PWM )技术发展现状 (1)1.2.1脉宽调制技术的应用 (3)1.3电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术发展概况 (4)1.4 本课题研究内容 (6)1.5本章小结 (6)第二章 SVPWM 技术的控制原理 (7)2.1空间电压矢量的定义 (7)2.2三相逆变器的基本电压矢量 (8)2.3 电压空间矢量的线性组合与SVPWM 控制 (9)2.4本章小结 (11)第三章 SVPWM 控制算法分析及仿真 (12)3.1 MATLAB 动态仿真工具SIMULINK 简介 (12)3.2 SVPWM 的控制算法 (13)3.2.1 参考电压矢量ref U 所处扇区N 的判断 (15)3.2.2 计算相邻两电压空间矢量的作用时间Y X T T , (17)3.2.3 计算A ,B ,C 三相相应的开关时间321,,cm cm cm T T T (20)3.3 SVPWM 的SIMULINK 实现 (20)3.4本章小结 (24)第四章 SVPWM 仿真结果及分析 (25)4.1仿真结果及其波形分析 (25)4.2本章小结 (28)展望与结论 (29)展望 (29)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)第一章 绪论1.1 课题的研究背景 传统的正弦脉宽调制(SPWM)技术是从电源的角度出发的,其着眼点是如何生成一个可以调频调压的三相对称正弦波电源。

基于SVPWM三相并网逆变器仿真报告.docx

基于SVPWM三相并网逆变器仿真报告.docx

基于SVPWM三相并网逆变器仿真报告目录1.SVPWM逆变器简介 (1)2.SVPWM逆变器基本原理 (2)2.1.SVPWM调制技术原理 (2)2.2.SVPWM算法实现 (5)3.SVPWM逆变器开环模型 (9)3.1.SVPWM逆变器开环模型建立 (9)3.2.SVPWM逆变器开环模型仿真分析 (12)4.SVPWM逆变器闭环模型 (14)4.1.SVPWM逆变器闭环模型建立 (14)4.2.SVPWM逆变器闭环模型仿真分析 (15)1.SVPWM逆变器简介三电平及多电平空间矢量调制(Space Vector Pulse Width Modulation ,SVPWM)法是建立在空间矢量合成概念上的PWM方法。

它以三相正弦交流参考电压用一个旋转的电压矢量来代替,通过这个矢量所在位置附近三个相邻变换器的开关状态矢量,利用伏秒平衡原理对其拟和形成PWM波形。

空间矢量调制方法在大范围调制比内有很好的性能,具有很小的输出谐波含量和较高的电压利用率。

而且这种方法对各种目标的控制相对容易实现。

SVPWM技术源于三相电机调速控制系统。

随着数字化控制手段的发展,在UPS/EPS、变频器等各类三相PWM逆变电源中得到了广泛的应用。

与其他传统PWM技术相比,SVPWM技术有着母线电压利用率高、易于数字化实现、算法灵活便于实现各种优化PWM技术等众多优点。

2. SVPWM 逆变器基本原理2.1. SVPWM 调制技术原理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可以一次施加 ,也可以在一个采样周期内分多次施加 ,这样通过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 ,就可以使逆变器输出近似正弦波电压。

三电平逆变器的SVPWM控制与MATLAB仿真研究

三电平逆变器的SVPWM控制与MATLAB仿真研究

三电平逆变器的SVPWM控制与MATLAB仿真研究三电平逆变器是一种常用的电力电子设备,具有输出波形质量高、效率高、功率密度大等优点。

SVPWM是一种常用于三电平逆变器的控制算法,可以实现对输出电压的精确调节。

本文将对SVPWM控制算法进行研究,并使用MATLAB进行仿真验证。

首先,介绍三电平逆变器的基本原理。

三电平逆变器由两个半桥逆变器和一个中间电压平衡电路组成。

其工作原理是通过控制两个半桥逆变器的开关状态,将输入直流电压转换为输出交流电压。

为了实现高质量的输出波形,需要对逆变器的开关状态进行精确控制。

SVPWM是一种常用的控制算法,通过控制逆变器的开关状态来实现对输出电压的精确控制。

SVPWM控制算法的基本原理是将三相交流信号转换为空间电压矢量,然后通过控制逆变器的开关状态来实现对输出电压的调节。

该算法采用三角波进行调制,根据三角波和参考信号之间的相位差确定逆变器的开关状态。

具体来说,根据参考信号和三角波的相位关系,可以将逆变器的开关状态分为六个不同的区间。

在每个区间中,逆变器的开关状态发生变化,从而实现对输出电压的调节。

为了验证SVPWM控制算法的性能,我们使用MATLAB进行仿真。

首先,我们需要建立逆变器的数学模型。

逆变器的数学模型可以通过电路方程和开关动态方程来建立。

然后,我们可以编写MATLAB代码来实现SVPWM控制算法。

在代码中,需要定义参考信号和三角波的频率和幅值,并根据相位差确定逆变器的开关状态。

最后,我们可以通过MATLAB的仿真工具来模拟逆变器的工作过程,并观察输出电压的波形和频谱。

通过对SVPWM控制算法的研究和MATLAB的仿真验证,可以得出以下结论。

首先,SVPWM控制算法可以实现对三电平逆变器输出电压的精确控制。

其次,通过调整参考信号和三角波的频率和幅值,可以实现不同频率和幅值的输出电压。

最后,MATLAB的仿真工具可以有效地验证SVPWM控制算法的性能,并对三电平逆变器的工作过程进行可视化分析。

基于Simulink的三相逆变SVPWM的仿真实现(精)

基于Simulink的三相逆变SVPWM的仿真实现(精)

Simulink 是MTALAB 最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。

在实际设计之前利用Simulink 进行仿真不仅可以降低设计成本,还能及时发现设计中存在的问题,加以改正。

本文给出了基于Simulink 的SVPWM控制策略仿真的全过程和结果。

1SVPWM 的原理介绍SVPWM ,即空间电压矢量控制法,它的主要思想[1]是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准,以三相逆变器不同开关模式作适当的切换,从而形成PWM 波,以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。

传统的SPWM 方法从电源的角度出发,以生成一个可调频调压的正弦波电源,而空间电压矢量控制法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑,模型比较简单,也便于微处理器的实时控制。

相比于传统的SPWM 法,SVPWM 有如下特点[2]:1)在每个小区间虽有多次开关切换,但每次开关切换只涉及一个器件,所以开关损耗小。

2)利用电压空间矢量直接生成三相PWM 波,计算简单。

3)逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压,比一般的SPWM 逆变器输出电压高15%SVPWM 控制的实现[3]通常有以下几步:(1)坐标的变换三相逆变系统有三组桥臂,设a 、b 、c 分别表示三组桥臂的开关状态,上桥臂导通下桥臂关断时其值为1,反之则为0。

那么可以得到三相逆变器输出的相电压和线电压之间的关系如下:V a V b V c 22222222=V dc 2-1-1-12-1-1-1222a b 22c(1)其中,V dc 为逆变桥直流电压,令U=[a,b ,c]表示一个矢量,当a 、b 、c 分别取1或者0的时候,该矢量就有8中工作状态,分别为[0,0,0],[0,0,1],[0,1,0],[0,1,1],[1,0,0],[1,0,1],[1,1,0],[1,1,1],如果我们用U 0和U 7表示零矢量,就可以得到6个扇区,三相控制可以用一个角速度为W=2πF 的空间矢量电压U 表示,当U 遍历圆轨迹时,形成三相瞬时输出电压,理论证明,当U 落入某一扇区后,用该扇区两边界矢量和零矢量去合成U 可以得到最佳合成效果。

计算机仿真 三相逆变电路仿真实验报告 实验六

计算机仿真 三相逆变电路仿真实验报告 实验六

BeijingJiaotongUniversity三相逆变电路仿真实验报告姓名:TYP班级:电气0906学号:09291183指导老师:牛利勇完成日期:2015.5.24一、实验要求直流电压530V;逆变器用Universal Bridge模块,器件选IGBT;逆变器输出电压频率50Hz;负载用阻感负载,电阻10欧姆,电感5mH,三相星接。

驱动信号可用6个Pulse Generator产生,移相60度;输出电压频率为50Hz。

二、180°导电模式仿真1、实验内容驱动信号可用6个Pulse Generator产生,相互移相60度;仿真时间0.2秒,算法ode23tb,最大步长限制为1e-4s。

(1)记录a相电压波形;(2)记录a相电流波形;(3)记录ab线电压波形;(4)用Extra Library/Measurements/Fourier模块计算a相电压的基波、5次谐波、7次谐波幅值,并与理论公式对比。

2、实验步骤及波形主电路为530V直流电源接到IGBT逆变器上,然后加到三相对称阻感负载(星型连接)上。

加在逆变器上的触发信号由六个各差60度的脉冲信号组成,顺序为1、4、3、6、5、2,同时用Multimeter 模块测量三个波形,并用傅立叶分解模块分析A相电压的基波和谐波幅值。

具体连接图和参数设置如下图所示:脉冲1信号设置:相角滞后0度相角滞后180度仿真所得波形如下图所示。

从上至下依次为A相电压,A相电流,AB相电压。

3、实验数据分析由傅立叶分解模块得到基波、5次谐波和7次谐波幅值如下:基波幅值:337.4V5次谐波幅值:67.4V7次谐波:48.12V与理论值比较:基波幅值:U1=2*U d/π=2*530/π=337.4V,5次谐波幅值:U5=U1/5=67.48V,7次谐波幅值:U7=U1/7=48.2V。

可以看出,实验所得的数据与理论值相差无几。

三、SPWM三相逆变器仿真1、实验内容采用离散系统仿真,在命令行窗口中输入powerlib,将其中的“powergui”模块拖到仿真界面中,双击并选为离散仿真模式(discretize electrical model),本题中采样时间可设为1e-6s;用Extra Library/discrete control blocks/discrete PWM generator模块产生PWM信号,;选择三相桥式电路,载波频率设为1kHz,调制度0.9,频率50Hz;仿真时间0.1秒即可。

三电平SVPWM算法的仿真

三电平SVPWM算法的仿真

三电平SVPW算法的仿真1SVPWM算法的研究背景及意义三电平逆变器PWM技术主要对输出电压的控制,逆变器本身运行状态的控制,包括直流电容的电压平衡控制、输出谐波控制、所有功率开关的输出功率平衡控制、器件开关损耗控制等。

目前研究比较多的是应用比较广泛的空间电压矢量调制法(SVPW)M 。

空间电压矢量调制法(SVPWM是一种建立在空间电压矢量合成概念上的脉宽调制方法,采取这种方法,电压的利用率高,易于数字化实现,输出波形质量好,接近正弦,合理安排空间矢量,不仅可以降低开关频率,而且减少开关损耗。

所以,本文选用空间电压矢量调制(SVPW)M 作为三电平逆变器的控制方法。

2三电平基本空间矢量以交流电机为负载的三相对称系统,当在电机上加三相正弦电压时,电机气隙磁通在静止坐标平面上的运动轨迹为圆形。

设三相正弦电压瞬时值表达式为:,( 2.1 )则它们对应的空间电压矢量定义为:( 2.2 )在空间矢量平面上,三电平逆变器的同一基本矢量对应不同的开关状态,说明逆变器输出的基本矢量所对应的开关状态数目具有一定的冗余度。

按照基本矢量幅值的不同进一步分类,可以将19 个基本矢量及其对应的度低组开关状态分为四类,分别称为长矢量、中矢量、短矢量和零矢量。

3 参考电压矢量合成的原则为了让三电平逆变器输出的电压矢量接近圆形,并最后得到圆形的旋转磁通,只有利用逆变器的输出电平和作用时间的有限组合,用多边形去接近圆形。

在采样周期内,对于一个给定的参考电压矢量Vref' 可以用三个基本电压矢量来合成,根据伏秒平衡原理,其中T1、T2、T3分别为V1 V2、V3矢量对应的作用时间,Ts为采样周期。

根据此方程组可以得到各基本矢量的作用时间。

然后根据基本矢量与开关状态的对应关系,结合其它要求确定所有的开关状态及其输出形式。

根据以上所说原则,为了实现三电平逆变器的SVPW控制,在每个采样周期内,应分为以下三个步骤:(1)区域判断。

(完整版)SVPWM仿真

(完整版)SVPWM仿真

SVPWM仿真与分析电压空间矢量控制技术是把逆变器和交流电动机视为一体,以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作,磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量实现的。

把逆变器和交流电动机视为一体,以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作,磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量实现的。

第一章SVPWM基本原理随着微电子技术、计算机控制技术以及电力电子技术的发展,正弦脉宽调制(SPWM)策略已广泛应用于交流变频调速系统中,但是SPWM方法不能充分利用馈电给逆变器的直流电压;SPWM是基于调节脉冲宽度和间隔来实现接近于正弦波的输出电流,但是仍会产生某些高次谐波分量,引起电机发热、转矩脉动甚至系统振荡;另外,SPWM适合模拟电路,不便于数字化实现。

在交流电机调速的磁通轨迹控制思想的基础上,发展产生了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。

SVPWM物理概念清晰、算法简单且适合数字化实现,在输出电压或电机线圈电流中产生的谐波少,提高了对电压源逆变器直流供电电源的利用率。

1.13s/2s变换交流电动机三相对称绕组通以三相对称电流可以在电动机气隙中产生空间旋转的磁场,在功率不变的条件下,按磁动势相等的原则,三相对称绕组产生的空间旋转磁场可以用两相对称绕组来等效。

这就是矢量坐标变换中的三相静止坐标系和两相静止坐标系的变换(简称3S/2S变换)。

如图1-1所示。

对三相电进行3S/2S变换,将u,u,u分解到u,u坐标轴上。

可有:abc a Pu=u一ucos60。

一ucos60。

a abcu-0u+ucos30。

一ucos30。

式i-iP abc整理可得:式1-2c图1-13S/2S 变换对于三相交流电u ,u ,u 有:abcu -U cos (®t )am<u -U cos (①t —120。

)b mu —U cos (®t +120。

) cm 将u ,u ,u 代入式1-2中,可得结果:abcu auPUcosmsin在进行3s/2s 变换时,希望得到等幅值变换,所以式1-2 式1-3式1-4中添加一个系数C=2/3。

三电平逆变器SVPWM仿真

三电平逆变器SVPWM仿真

三电平逆变器SVPWM仿真
三电平逆变器拓扑有多种,主要有二极管钳位式、飞跨电容式、级联等。

主要分析二极管钳位式三电平逆变器的原理并进行SVPWM控制仿真。

一、三电平逆变器原理
二极管钳位式三电平逆变器基本拓扑
以A相为例,当s1、s2导通,s3、s4关断,输出端电压为Udc/2;
当s1、s4关断,s2、s3导通时,输出端电压为0;
当s1、s2关断,s3、s4导通时,输出端电压为-Udc/2;
三电平逆变器每相有三个工作状态,分别是1(Udc/2),0(0),-1(-Udc/2),仿照两电平可以定义Sx=1、0、-1,就可以类似得到三电平的矢量表达式:
由于三电平每相桥臂都有三个输出状态,所以共有27个矢量,其组合方式如矢量图所示:
二、三电平逆变器仿真
由两电平SVPWM原理推导三电平SVPWM原理,仍然要分为三步:
(1)区域判断,判断出合成矢量的三个基本矢量
(2)时间计算,也就是每个矢量的作用时间即占空比
(3)时间状态分配,将矢量状态转换到时间状态,及桥臂的开关状态
仿真原理图
SVPWM控制框图:
桥臂输出端线电压及相电压波形。

SVPWM三相电压型逆变器的仿真研究

SVPWM三相电压型逆变器的仿真研究

SP V WM 三 相 电压 型 逆 变 器 的 仿 真 研 究
闰大新 ,于雁 南 ,姜 华
( 黑龙 江科 技 学 院 电气 与 信 息 工 程 学 院 , 龙 江 哈 尔 滨 黑 10 2 ) 50 7

要 :以 三相 电压 型 逆 变 器 为 基 础 , 据 空 间 矢 量 脉 宽 调 制 ( V WM) 本 原 理 详 细 分 析 研 究 了 电压 矢 量 作 用 时 根 SP 基
配不 当, 间矢量 调制 产生 的将 不是 正 弦波 , 空 如
果 在 实 现 数 字 化 控 制 之 前 , 用 仿 真 处 理 方 法 对 采 SP V WM 控 制 规 律 进 行 仿 真 , 为 数 字 控 制 器 的 可
实现提供参考。 在相 关 资 料 介 绍 中 SP V WM 一 般 采 用
闫大 新 , :V WM 三 相 电压 型 逆 变 器 的 仿 真 研 究 等 SP
5 7
中 的 M 文 件 编 程仿 真 , 仅 算 法 清 晰 , 便 灵 活 , 不 方 容 易 找 出 仿 真 中存 在 的 问 题 , 且 执 行 效 率 高 , 而
仿 真 中所 编 写 的 大 部 分 程 序 经 过 修 改 后 可 直 接 移植 到数 字 控 制 器 中 , 高 了 开 发 效 率 。本 文 中 提
作用 时 间 , t 设 和 t :为


的作 用 时 间 ,
为 开 关 周 期 , 据 图 3, 相 关 电 压 矢 量 应 根 则
满足:
t l


逆 变器 分 为 8种开 关状 态 , 由于每 相桥 臂 上 下 两个
开 关 为互 补 , 以可 用 开 关 S , S 的状 态 描 述 8 所 ,S , 个 合成 基 本 矢 量 , 中 6个 为 非 零 矢 量 , 值 为 其 幅 2 D/ , V 3 相位 依 次 相 差 6 ℃ , 0 2个 为零 矢 量 , 图 2 如 所 示 。逆 变器 开关 状 态按 逆 时针 变换 , 形 成 的 电 则 压 空 间矢 量轨 迹为 正 六 边 形 , 6个基 本 电压 空 间矢 量 将平 面 分 成 6个 扇 区 。在 不 同 扇 区 内合 成 矢 量 的矢 量 不 同 , 用 时 间 也 不 同 。为 了判 断 £ 作 , 所 在 扇 区 和作 用 时 间 , 在取 一3坐 标 系 为 基本 坐 / 标 系 的 同 时 , 立 相 差 10C的 A B 坐 标 系 及 建 2 ̄ C

三相SPWM逆变器仿真

三相SPWM逆变器仿真

三相SPWM逆变器仿真一、原理分析1、基本原理按照输出交流电压半周期内的脉冲数,脉宽调制(PWM)可分为单脉冲调制和多脉冲调制;按照输出电压脉冲宽度变化规律,PWM可分为等脉宽调制和正弦脉宽调制(SPWM)。

等脉宽调制产生的电压波形中谐波含量仍然很高,为了使输出电压波形中基波含量增大,应选用正弦波作为调制信号u R。

这是因为等腰三角形的载波u T上、下宽度线性变化,任何一条光滑曲线与三角波相交时,都会得到一组脉冲宽度正比于该函数值的矩形脉冲。

而且在三角载波u T不变条件下,改变正弦调制波u R的周期就可以改变输出脉冲宽度变化的周期;改变正弦调制波u R的幅值,就可改变输出脉冲的宽度,进而改变u D中基波u D1的大小。

这就是正弦脉宽调制(sine pulse width modulated,SPWM)。

2、正弦脉宽调制方法(此处仅介绍了采样法)SPWM是以获得正弦电压输出为目标的一种脉宽调制方式。

这里就以应用最普遍的三相电压源型逆变电路来讨论SPWM具体实现方法。

下图就是三相电压源型PWM逆变器主电路结构图:图—1上图为一三相电压源型PWM逆变器,VT1~VT6为高频自关断器件,VD1~VD6为与之反并联的快速恢复二极管,为负载感性无功电流提供通路。

两个直流滤波电容C串联接地,中点O’可以认为与三相Y接负载中点O等电位。

逆变器输出A、B、C三相PWM电压波形取决于开关器件VT1~VT6上的驱动信号波行,即PWM的调制方式。

假设逆变电路采用双极性SPWM控制,三相公用一个三角形载波u T,三相正弦调制信号u RA、u RB、u RC互差120o,可用A相来说明功率开关器件的控制规律,正如下图中所示。

当u RA>u T时,在两电压的交点处,给A相上桥臂元件VT1导通信号、下桥臂元件VT4关断信号,则A相与电源中点O’间的电压u AO’=E/2。

当u RA<u T时,在两电压的交点处给VT4导通信号、VT1关断信号,则u AO’=-E/2。

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基于SVPWM三相并网逆变器仿真报告目录1. SVPWM逆变器简介 (1)2. SVPWM逆变器基本原理 (2)2.1. SVPWM调制技术原理 (2)2.2. SVPWM算法实现 (5)3. SVPWM逆变器开环模型 (11)3.1. SVPWM逆变器开环模型建立 (11)3.2. SVPWM逆变器开环模型仿真分析 (14)4. SVPWM逆变器闭环模型 (16)4.1. SVPWM逆变器闭环模型建立 (16)4.2. SVPWM逆变器闭环模型仿真分析 (17)1.SVPWM逆变器简介三电平及多电平空间矢量调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)法是建立在空间矢量合成概念上的PWM方法。

它以三相正弦交流参考电压用一个旋转的电压矢量来代替,通过这个矢量所在位置附近三个相邻变换器的开关状态矢量,利用伏秒平衡原理对其拟和形成PWM波形。

空间矢量调制方法在大范围调制比内有很好的性能,具有很小的输出谐波含量和较高的电压利用率。

而且这种方法对各种目标的控制相对容易实现。

SVPWM技术源于三相电机调速控制系统。

随着数字化控制手段的发展,在UPS/EPS、变频器等各类三相PWM逆变电源中得到了广泛的应用。

与其他传统PWM技术相比,SVPWM技术有着母线电压利用率高、易于数字化实现、算法灵活便于实现各种优化PWM技术等众多优点。

2. SVPWM 逆变器基本原理2.1. SVPWM 调制技术原理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可以一次施加,也可以在一个采样周期内分多次施加,这样通过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,就可以使逆变器输出近似正弦波电压。

SVPWM 实际上是对应于交流感应电机或永磁同步电机中的三相电压源逆变器功率器件的一种特殊的开关触发顺序和脉宽大小的组合,这种开关触发顺序和组合将在定子线圈中产生三相互差120°电角度、失真较小的正弦波电流波形。

实践和理论证明,与直接的正弦脉宽调制(SPWM)技术相比,SVPWM 的优点主要有:(1) SVPWM 优化谐波程度比较高,消除谐波效果要比SPWM 好,实现容易,并且可以提高电压利用率;(2) SVPWM 比较适合于数字化控制系统。

目前以微控器为核心的数字化控制系统是发展趋势,所以逆变器中采用SVPWM 应是优先的选择。

对称电压三相正弦相电压的瞬时值可以表示为:a mb mc m cos 2cos()32cos()3u U t u U t u U t ωωπωπ⎧⎪=⎪⎪=-⎨⎪⎪=+⎪⎩(2.1)其中U m 为相电压的幅值,ω=2πf 为相电压的角频率。

图2.1为三相电压的向量图,在该平面上形成一个复平面,复平面的实轴与A 相电压向量重合,虚轴超前实轴,分别标识为Re 、Im 。

在这个复平面上,定义三相相电压u a 、u b 、u c 合成的电压空间矢量outU 为:22j j j()332outa b c m 2()3t U u u e u e U e πππω--=++=(2.2)图2.1 电压空间矢量三相电压型逆变器电路原理图如图2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-=++ (2.3)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)。

90图2.2 三相电压型逆变器原理图表2.1 开关组态与电压的关系可以看出,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1所示的复平面,即可以得到如图3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2.3 电压空间矢量与对应的(abc )示意图2.2. 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3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()在时间上的不同组合来得到。

0U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4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 (2.4)120PWM T T T T ++= (2.5)11PWM2260PWM o T U U T T U U T ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(2.6) 式中,T 1,T 2,T 0分别为,和零矢量000U 和的作用时间,θ为合成矢量与主矢量的夹角。

U 0U U 11U βαu β图2.4 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==- (2.7)将式(6)及∣0U ∣=∣60U ∣=2U dc /3和∣out U ∣=U m 代入式(7)中,可以得到:0U 60U 111U1PWMdc 2PWM dco PWMdc sin()3sin (1))6T T T T πθθπθ⎧=-⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=-⎪⎩(2.8) 取SVPWM 调制深度,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。

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⎧=⎪⎪=-⎨⎪=-⎪⎩ (2.9) 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2.3)。

表2.2 N 与扇区的对应关系mdc /M U =max 2 1.15471M ==>(2)确定各扇区相邻两非零矢量和零矢量作用时间由图4可以得出:12060PWMPWM 260PWM cos 3sin 3T T u U U T T T u U T αβππ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(2.10) 则上式可以得出:1dcPWM2dc )T u T uU αββ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(2.11) 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⎧=⎪⎪⎪⎪=+⎨⎪⎪⎪=+⎪⎩(2.12) 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T1、T2、T0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 ⎧=⎪+⎪⎨⎪=⎪+⎩(2.13) (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 =--⎧⎪=+⎨⎪=+⎩ (2.14) 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Tcmp1、Tcmp2、T cmp3为了限制开关频率,减少开关损耗,必须合理选择零矢量000和零矢量111,使变流器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5所示。

同理,可以得到其它扇区的波形图。

PWMPWMa b c图2.5 扇区I内三相PWM调制方式3. SVPWM 逆变器开环模型3.1. SVPWM 逆变器开环模型建立SVPWM 仿真模块图如图3.1所示,对其逆变电路进行了开环研究仿真,其中仿真参数设置如下:直流电压U dc =400V ,T PWM =0.0001s ,给定三相参考相电压有效值220V 。

T1 T2计算切换时间计算脉冲形成扇区判断坐标变换3.2.SVPWM逆变器开环模型仿真分析由前面建立的模型,进行仿真计算,得出以下结果。

图3.6为线电压仿真波形,图3.7为SVPWM调制电流输出频谱图,图3.8为SVPWM调制电压输出频谱图。

图3.6 线电压仿真波形图3.7 SVPWM 调制电流输出频谱图3.8 SVPWM 调制电压输出频谱分析仿真结果图3.6到图3.8,可以得出以下结论:1、SVPWM 调制下的输出电流总谐波畸变为有1.74%,表明SVPWM 调制下的输出电流的谐波含量小,谐波畸变率也很小,有很好的抑制谐波效果;2、SVPWM 调制下的直流电压利用率为398.799.675400VV%,表明SVPWM 调制下直流电压利用率很高,在电压利用率上具有明显优势。

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