基于SVPWM三相并网逆变器仿真报告.docx
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。
完整版三相SPWM逆变器仿真
三相SPWM逆变器仿真、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 DI的大小。
这就是正弦脉宽调制（sine pulse widthmodulated,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：图一1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0可以认为与三相Y接负载中点0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120°,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0'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。
三电平SVPWM算法研究及仿真
三电平SVPWM算法研究及仿真三电平SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常见的电力电子转换技术，用于控制三相逆变器或变频器输出的电压波形。
本文将着重研究三电平SVPWM算法，并进行仿真评估。
首先，我们来介绍三电平SVPWM算法的原理。
它基于矢量控制（Vector Control）理论，通过在三相逆变器的输出电压空间矢量图上选择合适的电压矢量，以实现所需的输出电压。
1.获取输入信号：通过采样电网电压和电网电流，获取输入信号的相位和幅值。
2.电网电压矢量合成：将电网电压坐标变换到α-β坐标系，然后将三相电压矢量转换为α-β坐标系下的矢量。
3. 电机电流转换：通过坐标变换将α-β坐标系下的矢量转换为dq 坐标系下的矢量，其中d轴是电机电流的直流分量，q轴是电机电流的交流分量。
4. 电机电流控制：通过PI控制器对dq坐标系下的电机电流进行控制，以实现所需的电机电流。
5.电网电压生成：通过逆变器控制器生成电网输出电压的矢量。
6.SVM模块选择：根据电网电压矢量在α-β坐标系下的位置，选择合适的SVM模块进行控制。
7.输出PWM波形：根据选择的SVM模块，将PWM波形通过逆变器输出到电网上。
接下来，我们将进行三电平SVPWM的仿真评估。
仿真环境可以使用Matlab/Simulink或者PSCAD等软件。
首先，我们需要建立三电平逆变器的模型，包括电网电压、逆变器、电机等组成部分。
然后，编写三电平SVPWM算法的仿真程序。
在仿真程序中，通过输入电网电压和电机负载等参数，我们可以模拟电网电压和电机电流的变化情况。
然后，根据三电平SVPWM算法，计算逆变器输出的PWM波形，并将其作为输入给逆变器，从而实现对电网电压和电机电流的控制。
最后，通过仿真结果分析三电平SVPWM算法的性能，包括输出波形的失真程度、功率因数、谐波含量等。
并与传统的两电平SVPWM算法进行对比，评估其性能优势。
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。
基于SVPWM控制的三相三电平逆变器仿真研究
图 2 三电平逆变器的简化模型
由上可知，对于 A 相，其输出端相电压对电源中点 O 的电压可用
开关函数 Sa 和直流侧电压 Ed 来表示：
uAO
＝
Sa 2
Ed
(2-11)
77
2010 年 第 15 期
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
○机械与电子○
科技信息
同理，B 相和 C 相输出端相电压对电源中点 O 的电压可分别表示
类似两电平逆变器的开关函数定义，下面给出三电平逆变器开关
函数定义。 为便于分析，假设所有功率器件均为理想开关，逆变器交流
侧三相对称。 逆变器 A，B，C 三相的开关函数，则它们满足[4,5]：
!
##1
#
（ui
＝
1 2
Ed ）
Si
＝
0##
" #
（ui ＝0）
（i＝a，b，c）
#
###－1
$
（ui
＝－
1 2
uBC
＝1 2
Ed
0
1
－1
Sb
(2-15)
uCA
－1 0 1 Sc
对三相系统有：
பைடு நூலகம்
uAN′＋uBN′＋uCN′＝0
(2-17)
所以，负载相电压与逆变器输出端线电压的关系可整理成矩阵形
式：
0 0 0 00 0 uAN′
1 0 －1 uAB
uBN′
＝
1 3
－1
1
0
uBC
(2-18)
uCN′
0 －1 1 uCA
＋L
d dt
ia ＋Ea
uBN′＝Rib
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
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。
基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的仿真设
本科毕业设计题目： 基于SVPWM 的三相电压型 PWM 整器的仿真设计学 院:专 业:学 号:****:****:日 期:二〇一五年六月摘要电力电子器件目前已广泛应用于人们日常生活和工业生产中，而常规整流环节通常广泛采用二极管整流电路和晶闸管相控整流电路，这些不可控和相控整流会对电网注入了大量谐波，污染电网，消耗无功功率，降低功率因数。
而三相电压型PWM整流器因其在保持输出电压恒定、提高系统功率因数、大幅降低谐波污染、能量绿色利用等方面具有明显优势，在有源滤波、无功功率补偿以及交直流传动系统等领域得到了越来越广阔的应用。
本文详细阐述了PWM整流器的工作原理，结合理论分析了主电路功率器件的选取，并建立了基于三相和两相静止坐标系以及两相旋转坐标系的低频数学模型。
选定本文主要研究对象为电压型三相桥式PWM整流器(三相VSR)。
电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式具有电压利用率高，电流谐波少等优点，因此对其基本原理和实现方法进行了详尽的讲解，并选择了其中谐波含量相对小的对称矢量排序策略。
为实现对网侧电流的独立控制，需对电流进行解耦控制。
通过综合分析与对比，选择dq坐标系下的双环反馈直接电流控制策略，极大的改善了系统的动态性能和稳定性，最后基于Simulink建立了的控制系统的仿真模型，验证了控制方案的可行性。
在三相电压型PWM整流器系统的Simulink仿真研究中，整个系统主要包括以下模块：主电路模块、SVPWM控制模块以及PI模块，通过对PI参数的不断调整校正，使整流器实现了较好的整流效果。
关键字： PWM整流； SVPWM调制；双环反馈；直接电流控制；仿真研究AbstractPower electronic devices are now widely used in People's Daily life and industrial production, while the conventional rectifier section usually widely consists of diode-rectifier circuit and phase-control thyristor rectifier, which injects large amounts of harmonics into the power networks and produces much contamination. It would reactive power consumption and lower power factor. The three-phase voltage-source PWM rectifier(VSR) have the characteristics of constant direct voltage, green power, power flow high power factor, small harmonic pollution, so they have more and more application perspective in active filtering, reactive-load compensation and motor control systems.The principle of PWM rectifier was introduced in details, analyzing the selection of power devices of main circuit combined with theoretical and constructing the low-frequency mathematical model based on the three-phase static coordinate system and the two-phase synchronous rotating coordinate system from the point of the topology of the main circuit. We select the three-phase bridge voltage type PWM rectifier as this major study. With the voltage space vectors pulse width modulation, we can get higher usage of the voltage, at the same time it can effectively reduce the current harmonics. In this paper, the principle of three- phase voltage space vector and the specific implementation were analyzed in details, choosing the symmetric vector sequencing strategy with relatively small harmonic content.In order to realize the independent control of the net side current, We have to get the current decoupled. The bicyclic directly current control scheme in dq rotation is selected, it makes the system more stable and faster response，and through the closed loop system simulation based on simulink to verify the feasibility of this current control scheme.In the research of the system of the three-phase voltage-source PWM rectifier based on simulink, establish the main circuit model, SVPWM simulate module and simulate model of PI control conditioner. The rectifier will achieve good rectifyingeffect by adjusting PI parameters calibration constantly.Key words：PWM rectifier；SVPWM modulation；Double loop feedback；Direct current control；Simulate research目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究背景与意义 (1)1.1.1 谐波的危害和抑制 (2)1.1.2 PWM整流器国内外研究现状 (2)1.2 电压型PWM整流器的控制技术 (3)1.3 本文的主要研究内容和重点 (4)2 三相PWM整流器原理、控制策略与调制技术 (6)2.1 PWM整流器的基本原理 (6)2.2 PWM整流器的拓扑结构 (8)2.2.1 单相全桥PWM整流器拓扑结构 (8)2.2.2 三相半桥PWM整流器拓扑结构 (9)2.3 三相电压型PWM整流器的低频数学模型 (11)2.3.1 ABC静止坐标系下的低频数学模型 (11)2.3.2 两相旋转坐标系下的低频数学模型 (13)2.4 三相电压型PWM整流器的电流控制策略 (15)2.4.1 间接电流控制 (15)2.4.2 直接电流控制 (16)2.5 SVPWM调制技术基本原理 (17)2.6 本章小结 (19)3 三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (21)3.1 SVPWM算法实现 (21)3.2 主电路参数设计 (26)3.2.1 直流电压的选择 (26)3.2.2 网侧电感值的设计 (27)3.2.3直流侧电容的设计 (27)3.3 电压空间矢量控制的三相VSR的仿真研究 (27)3.3.1 三相VSR电流解耦 (27)3.3.2三相VSR双环反馈PI参数设定 (29)3.3.3三相VSR整流状态下的仿真结果 (31)3.3.4 SVPWM与SPWM效果对比 (32)3.4 本章小结 (33)参考文献 (34)结论与展望 (35)致谢 (36)1 绪论从20实际30年代的水银整流器到1957年的第一支晶闸管再到如今的MCT(MOS控制晶闸管)、SIT(静电感应晶体管)及IGCT(静电感应晶体管)等等。
根据SVPWM三相并网逆变器仿真报告
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。
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。
(完整word版)SVPWM仿真详细说明
附 SVPWM 的仿真实现1 SVPWM 的基本原理SPWM 常用于变频调速控制系统，经典的SPWM 控制主要目的是使变频器的输出电压尽量接近正弦波，并未关注输出的电流波形.而矢量控制的最终目的是得到圆形的旋转磁场，这样就要求变频器输出的电流波形接近正弦波。
锁定得到圆形的旋转磁场这一目标，SVPWM 控制技术利用逆变器各桥臂开关控制信号的不同组合，使逆变器的输出电压空间矢量的运行轨迹尽可能接近圆形。
SVPWM 是从电动机的角度出发，着眼于使电机获得幅值恒定的圆形磁场.图1所示为PWM 逆变器的拓扑结构以及等效开关模型。
AS B S CS 4622d U 2d U 0'135A B C逆变器拓扑结构 等效开关模型图1 PWM 逆变器电路电压源型逆变器常采用180ο导通型。
用A B C S S S 、、分别标记三个桥臂的状态，规定当上桥臂器件导通时桥臂状态为1，下桥臂导通时桥臂状态为0，当3个桥臂的功率开关管变化时，就会得到328=种开关模式，每种开关模式对应一个电压矢量，矢量的幅值为23d U ；有两种开关模式对应的电压矢量幅值为零，称为零矢量。
例如：在某一时刻,设V1，V2，V3管处于开通状态，即10a b c s s ,s ===，设为三相对称负载，各开关管的开通电阻均相等，则逆变器的等效电路为：图2 10a b c s s ,s ===时逆变器的等效电路图这样,很容易就能得到该瞬时时刻的相电压:112333AN d BN d CN d v U ,v U ,v U ===- (1）将其在静止坐标系中表示出来，如图3所示：图3 10a b c s s ,s ===电压矢量图其中，U 是合成的电压矢量，在两相静止坐标系（,αβ坐标系）下，利用相电压合成电压矢量U 的表达式：U 2433j j AN BN CN k(v v e v e )ππ=++ （2）其中，k 为三相静止坐标系向两相静止坐标系转换的变换系数，变换分为基于等功率的坐标变换和基于等量的坐标变换，这里选择等量的坐标变换，则23k =，式（2）即为：U(3)将式(1)的具体数值代入上式，则有：U 1323j d U e π= (4）这样就得到了10a b c s s ,s ===开关状态下的电压矢量，按照同样的方法分析另外7种开关状态,可以分别得到每种开关状态所对应的电压矢量，总结为表1所示。
(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SVPWM算法研究及仿真
三电平SVPWM算法研究及仿真三电平SVPWM算法研究及仿真一、引言近年来，随着电力电子技术的不断发展，交流调速系统在工业领域得到广泛应用。
为了实现高精度的交流调速，研究人员提出了各种调制技术。
在这些技术中，多电平逆变器作为交流调速系统中最重要的部分之一，其控制算法的研究和优化具有重要意义。
三电平空间矢量调制（SVPWM）算法作为一种较为有效的调制技术，广泛应用于多电平逆变器中，本文主要围绕三电平SVPWM算法的研究及仿真展开。
二、三电平SVPWM算法原理三电平SVPWM算法是采用空间矢量图形方法决定逆变器输出电压矢量的调制技术。
它通过将逆变器的输出电压矢量离散化为六个等效矢量，进而形成一种或多种适用于逆变器的控制信号。
在三电平逆变器中，根据电网的工作状态和逆变器的负载需求，可以得到逆变器的输出电压的各个组分，进而得到逆变器的输出电压矢量。
三、基于三电平SVPWM算法的控制策略在三电平逆变器应用中，SVPWM算法可用于控制逆变器输出电压的矢量。
具体而言，SVPWM算法包含以下三个步骤：1. 根据电网的输入电压和逆变器的输出电压需要，确定合适的工作模式；2. 确定逆变器输出电压矢量；3. 根据逆变器输出电压矢量，确定合适的控制信号。
四、三电平SVPWM算法的仿真实验本文采用MATLAB/Simulink软件对三电平SVPWM算法进行仿真实验。
仿真电路包括电网、三电平逆变器和负载三个部分。
仿真实验的主要目的是验证三电平SVPWM算法在逆变器输出电压调制方面的优势。
在仿真实验中，通过改变电网的输入电压、逆变器输出电流以及负载的变化来观察三电平SVPWM算法的性能。
五、仿真结果分析仿真结果表明，三电平SVPWM算法能够有效地通过控制逆变器的输出电压矢量，实现对电机的精确控制。
在不同工作负载下，三电平SVPWM算法能够实现较低的失真度和较高的功率因数。
此外，仿真结果还显示，三电平SVPWM算法具有较高的效率和稳定性，在实际应用中具有一定的可行性。
基于SVPWM策略的三相逆变器损耗计算与仿真分析
LI Meilin LIU Wensheng （Electrical and Information Engineering，Dalian Jiaotong University，Dalian 116028）
Abstract Firstly，the pulse width modulation strategy with low switching frequency is analyzed and discussed. A simplified algorithm of space vector pulse width modulation，which eliminates coordinate transformation and sector identification，is proposed to build SVPWM simulation model. Then，the power loss of the two-level voltage source inverter has been studied，and the mathe⁃ matical formula of the loss of each part is put forward by SVPWM technology. On the basis of this，the inverter loss model is set up in Matlab / Simulink platform for simulation research，and the feasibility of the loss model is verified by Matlab programming. The power loss of two-level voltage source inverter in space vector pulse width modulation and SVPWM strategy in zero vector concentra⁃ tion is analyzed. Finally，the influence of modulation ratio and switching frequency on power loss and efficiency of two voltage source inverters are analyzed.
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
摘
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
ｗ
和
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
＝
ｎ
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
基于SPWM三相逆变器的仿真与设计-电路与系统专业论文
基于SPWM三相逆变器的仿真与设计-电路与系统专业论文本文介绍了基于SPWM（Sinusoidal ___）三相逆变器的仿真与设计。
论文首先阐述了研究的背景，包括三相逆变器在工业和电力系统中的应用。
然后确定了论文的目的，即通过仿真与设计探索SPWM三相逆变器的性能和特性。
根据此目的，采用了相应的方法，包括建立逆变器的数学模型、实施SPWM控制策略以及进行仿真和设计。
最后，通过实施所提出的仿真与设计方法，得出了相应的结果。
本文的研究对于理解和优化基于SPWM三相逆变器的电路与系统具有重要的意义。
关键词：SPWM，三相逆变器，仿真，设计，性能，特性该论文旨在研究基于SPWM（___）三相逆变器的仿真与设计。
本部分将介绍研究的背景和相关的文献综述，阐明研究的目的和意义。
该部分将介绍使用的研究方法和仿真工具，以及实验的设计和参数设置等。
该部分将介绍仿真和设计的过程，并展示结果和讨论。
在本研究中，我们采用了SPWM （Sinusoidal ___）技术，设计了一个三相逆变器电路。
我们使用了模拟仿真软件来验证电路的性能和波形输出。
首先，我们搭建了逆变器的电路图，并配置了相应的元件和参数。
然后，我们使用SPWM技术来产生需要的输出波形。
通过调整占空比和频率，我们可以调节输出电压的幅值和频率。
接下来，我们进行了仿真实验。
我们改变了载荷的变化情况，通过观察输出波形和性能参数，评估了逆变器的稳定性和效率。
根据我们的仿真实验，我们得出了以下设计结果：输出波形：通过SPWM技术，我们成功地实现了三相逆变器的正弦波输出。
输出波形的幅值和频率可以根据需要进行调节。
稳定性分析：我们对逆变器在不同载荷情况下的稳定性进行了分析。
结果表明，在正常工作范围内，逆变器可以稳定地输出所需电压，并且对载荷变化具有较好的适应性。
效率评估：我们还对逆变器的效率进行了评估。
根据我们的实验结果，逆变器在适当的设计参数下可以实现较高的效率。
根据我们的仿真和设计结果，我们可以得出以下结论：基于SPWM技术的三相逆变器具有良好的波形质量和稳定性，可以满足多种应用需求。
基于三相异步电机逆变器的SVPWM仿真与实验研究
Ｚ Ｈ Ｏ Ｕ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｑ ｕ ｎ — ｊ ｉ ｎ ｇ ， Ｑ Ｉ Ｘ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ Ｉ Ｅ Ｆ ａ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｇ ｕ ｏ — ｌ ｉ ， Ｚ Ｈ Ｕ Ｘ ｉ ａ ｏ — ｙ ａ ｎ （ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ３ ９ ， Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｅ Ｌ 『 Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｉ Ｃ Ｄ Ｒ Ｉ Ｖ Ｅ ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ４ ３ Ｎ ｏ ． ３
电 气传 动
２ ０ １ ３年 第 ４ ３卷
第 ３期
基于三相异步 电机逆变器 的 Ｓ Ｖ Ｐ ＷＭ 仿真与实验研 究
周成 ， 王群京 ， 漆星 ， 谢芳 ， 李 国丽 ， 朱小 燕
ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｍｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅｉ ｎ ｖ ｅ ｔ ｒ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅＤＣｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｉｔ ｒ ｈ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ， ｅ ａ ｓ ｙｔ ｏｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ．
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ４ ６ ４ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｔｈ ｒ ｅ ｅ － ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ａｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｓ ＶＰＷ Ｍ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｉｏ ｔ ｎ ａ ｎ ｄ Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
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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 (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。
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 m
b m
c 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out U 为：
22j j j()332
out
a b c m 2()3
t U u u e u e U e π
ππω--=++= (2.2)
90
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：
22
j j dc
3
3out
2()3
U 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）。
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。
α
60(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。