三电平逆变器SVPWM控制策略研究
三电平逆变器SVPWM控制策略的研究
三电平逆变器SVPWM控制策略的研究一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，逆变器作为高效、可靠的电力转换装置，在新能源发电、电机驱动、无功补偿等领域得到了广泛应用。
其中，三电平逆变器因其输出电压波形质量好、开关损耗小、动态响应快等优点，受到了研究者的广泛关注。
空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM）作为一种先进的调制策略，通过合理分配三相桥臂的开关状态，可以实现对输出电压波形的精确控制，进一步提高逆变器的性能。
本文旨在深入研究三电平逆变器的SVPWM控制策略，通过理论分析和实验验证，探索其在实际应用中的优化方法和潜在问题。
文章首先介绍了三电平逆变器的基本结构和工作原理，为后续的控制策略分析奠定基础。
随后，详细阐述了SVPWM的基本原理和实现方法，包括空间矢量的定义、合成和分配等关键步骤。
在此基础上，本文重点分析了三电平逆变器SVPWM控制策略的优化方法，包括减小开关损耗、提高直流电压利用率、改善输出电压波形质量等方面。
本文还通过实验验证了三电平逆变器SVPWM控制策略的有效性。
通过搭建实验平台，测试了不同控制策略下的逆变器性能，包括输出电压波形、开关损耗、动态响应等指标。
实验结果表明，采用SVPWM控制策略的三电平逆变器在各方面性能上均表现出明显的优势，验证了本文研究的有效性和实用性。
本文总结了三电平逆变器SVPWM控制策略的研究现状和未来发展趋势，为相关领域的进一步研究提供了有益的参考。
二、三电平逆变器的基本原理三电平逆变器是一种在电力电子领域中广泛应用的电能转换装置，其基本原理在于利用开关管的导通与关断，实现直流电源到交流电源的高效转换。
与传统的两电平逆变器相比，三电平逆变器在输出电压波形上拥有更高的精度和更低的谐波含量，因此在大规模电力系统和电机驱动等领域具有显著优势。
三电平逆变器的基本结构通常包括三个直流电源、六个开关管以及相应的控制电路。
NPC三电平逆变器SVPWM的研究
当 三 相 正 弦 电压 加 在 交流 电机 的三 个 绕 组 上 时 ， 电机 磁链 在
ｃ【．Ｂ坐 标系 呈现 圆形 的运动 轨迹 。我 们 定义 空 间 电压 矢 量 ：
ｕ＝ ２／３（ｕ ＋ ｂ＋口 ）
（１）
式 中ａ＝Ｏｚ Ｕ。、Ｕ 、Ｕ 是 三相 交流 电。三 电平 电路 一个桥 臂 只
表 １基 本 矢 量 作 用 时 间
区间 号
Ａ
Ｂ Ｃ Ｄ
作用矢量
、 Ｄ、 。
、 、
作 用 时 间
Ｔｏ＝［卜２ｍｓｉｎ（Ⅱ／３＋０）ＩＴ Ｔｔｏ＝２ｍＴ ｓｉｎ（Ⅱ／３—０）
。
Ｔ ＝２ｍ１ Ｓｉｎ ０
Ｔ ０ （１ ２ｍｓｉｎ ０）Ｔ Ｔ２ｏ＝［１—２ｍｓｉｎ（Ⅱ／３—０）ＩＴ Ｔ ＝［２ｍｓｉｎ（Ⅱ／３＋０） １１Ｔ
图 １ ＮＰＣ型 三 电 平 逆 变 器 主 电路
图 １是 典型 的ＮＰＣ三 电平逆 变器 的拓扑 结构 ，ｖ 为直流 电源 ，直
流 侧有ｃ１、ｃ２两个容量 相等的 电容 ，每个 电容 分得的 电压 是Ｖ ／２；每
个 桥臂 由４个ＩＧＢＴ、两个 嵌位二极 管、４个续 流二 极管 组成 。
根 据 桥 臂 上 开 关 的三 种 导通 状 体 ，每 个 桥 臂 可 以输 出 三种 电
９０￣ 坐标 系ＴＳＶＰＷ Ｍ算 法的 仿 真 实验 ，并给 出了仿真 结 果。 【关键词 】ＳＶＰＷＭ；三电平逆变器；仿真
０ 引言
早 在２０世 纪 ８Ｏ年代 ，德 国 的Ｈ．Ｗｖａｎｄｅｒ Ｂｒｏｅｃｋ教授 等 就 已经 提 出 了 电压 空 间矢 量脉 宽 调 制策 略 ［１］。 随着 电力 电子 器件 的 发展 ， ＳＶＰＷＭ 算法 以 电压率 利 用 高 （通 常 比ＳＰｗＭ 高 １５％左 右 ）、极 易 数 字化 等优 点 ，被 广 泛 的应用 到 三 电平逆 变 器上 。三 电平逆 变器 的 空 间矢 量有 ２７个 ，合 成某 个 空间 矢量 的选 择 性很 多 ，设 计高 效 、简 单 的调 制方 法成 为 ＳＶＰＷＭ算法 的 研 究热 点盼 。
(整理)三电平逆变器的SVPWM控制与MATLAB仿真研究.
摘要近年来，三电平逆变器在大容量、高压的场合得到了越来越多的应用。
在其众多的控制策略中，SVPWM算法具有调制比大、能够优化输出电压波形、易于数字实现、母线电压利用率高等优点。
本文首先对三电平逆变器技术的发展状况进行了综述，分析了三电平逆变器的几种拓扑结构，控制策略以及各自的优缺点。
其次，以二极管箝位式三电平逆变器为基础，阐述了三电平逆变器的工作原理、数学模型，分析了空间电压矢量控制策略的原理，对三电平逆变器空间电压矢量的控制算法进行了改进，引进了大扇区和小三角形的判断方法，给出了扇区和小三角形区域的判断规则、合成参考电压矢量的相应输出电压矢量作用时间和作用顺序以及开关信号的产生方法。
最后，采用MATLAB/Simulink进行仿真分析，一个一个模块的搭建仿真模块，然后把各个模块连接起来，实现了对三电平逆变器的SVPWM控制算法的仿真，观察系统的输出波形，分析波形，并进行比较，验证了算法的可行性。
关键词：三电平逆变器空间电压矢量控制（SVPWM） MATLAB仿真ABSTRACTRecently, three-level inverter in the large capacity and high pressure situation got more and more applications fields. Among many of modulation strategies, SVPWM has been one of the most popular research points. The main advantages of the strategy are the following: it provides larger under modulation range and offers significant flexibility to optimize switching waveforms, it is well suited for implementation on a digital computer, it has higher DC voltage utilization ratio. Initially, summing up the development condition of three-level inverter technology, analyzed the structure of three-level inverter topological, the control strategy and their respective advantages and disadvantages.Secondly, the paper based on the ground-clam -p diode type three-level inverter, expounds the work principle of three-level inverter, and analyzes the principle of the SVPWM. By improving the three-level inverter SVPWM control algorithm, this paper introduces the estimation method of the big sectors and the small triangles, and proposes the judgment rules for large sector and triangle region and puts forward the corresponding output sequence of the synthesis reference voltage vector and optimizes the function sequence of switch vector.Finally ,using MATLAB/SIMULINK to carry on the simulation analysis. Building the simulation system model to realized to three-level inverter SVPWM control algorithm, and to confirmed the algorithm feasibility.Keywords:Three-level inverter; space voltage vector control (SVPWM); MATLAB simulation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 课题目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 拓扑结构 (2)1.2.2 控制策略 (5)1.3 课题任务要求 (6)1.4课题重点内容 (6)2 三电平逆变器的原理 (7)2.1二极管箝位型三电平逆变器 (8)2.1.1二极管箝位型逆变电路的工作原理 (8)2.1.1 二极管箝位型逆变电路的控制要求 (11)2.1.2 三电平逆变器的数学模型 (11)2.2 三电平SVPWM控制技术 (14)2.2.1三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换 (14)2.2.1 SVPWM控制原理 (16)3 三电平SVPWM算法研究 (19)3.1 参考矢量的位置判断 (19)3.1.1 扇区判断 (19)3.1.2 小三角形的判断 (20)3.2 输出矢量的确定 (21)3.3计算各个矢量的作用时间 (21)3.4 空间电压矢量作用顺序 (23)4 三电平逆变器的MATLAB仿真 (26)4.2 扇区的判断 (27)4.3 小三角形判断 (28)4.4 时间计算 (29)4.5 矢量的作用顺序 (29)4.5.1七段式SVPWM时间分配 (29)4.5.2矢量状态次序 (29)4.6 矢量状态到开关状态 (33)5 三电平逆变器的仿真结果分析 (35)总结 (46)参考文献 (48)致谢 (49)1 绪论1.1 课题目的及意义从20世纪90年代以来，以高压IGBT、IGCT为代表的性能优异的复合器件的发展受人关注，并在此基础上产生了很多新型的高压大容量变换拓扑结构。
NPC三电平逆变器VSVPWM的研究
NPC三电平逆变器VSVPWM的研究NPC三电平逆变器（Neutral-Point- Clamped Three-LevelInverter）和SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是现代电力转换系统中两种常见的拓扑和控制方法。
它们在不同应用场景中具有各自的优势和适用性。
NPC三电平逆变器是一种多电平逆变器，由具有多个电源和单个中性点连接的功率开关组成。
它的控制方式可以实现高质量的电压波形和较低的谐波畸变。
其中，中性点电压的控制是该拓扑独特的特点之一、它可以通过三电平逆变器输出不同电平的电压，以产生尽可能接近理想波形的输出电压。
在低功率应用中，NPC三电平逆变器具有高效率和较低的失真。
而SVPWM是一种基于空间矢量模型的脉宽调制方法。
它通过对逆变器开关的开合进行控制，实现输出电压波形的调制。
它可以产生接近理想正弦波形的输出电压，并且可以减少谐波畸变。
相较于传统的脉宽调制方法，SVPWM的控制精度更高，使得电力转换效率更高，并且可以减少尺寸和重量。
在比较NPC三电平逆变器和SVPWM时，可以考虑以下几个方面：1.转换效率：SVPWM方法控制的逆变器可以实现更高的转换效率，因为其输出电压波形接近理想正弦波，减少了谐波畸变和功率损耗。
相较之下，NPC三电平逆变器在高功率应用中的效率可能会较低，因为其电路结构复杂，电压开关频率较高。
2.复杂性和成本：SVPWM相对于NPC三电平逆变器的控制策略较简单，且在设计和实现上较为常见。
然而，NPC三电平逆变器较复杂，需要多个功率开关和电源，并且需要特殊的控制策略。
在一些低成本和低功率应用中，SVPWM可能是更经济和实用的选择。
3.谐波畸变：由于SVPWM可以接近理想正弦波输出，所以其谐波畸变较低。
而NPC三电平逆变器也可以通过输出不同电平的电压来减少谐波畸变，并且在低功率应用中通常具有较低的失真。
因此，在高要求的工业应用中，两者都可能是合适的选择。
60°坐标系下三电平SVPWM算法和中点电压控制研究
60°坐标系下三电平SVPWM算法和中点电压控制研究郜亚秋;肖鹏;张建;赵宇【摘要】The traditional space vector modulation algorithm using on N PC (neutral point clamped) three level inverter need a large number of trigonometric function calculations and sector judgment, and higher demands on the processor. For these problems, space vector pulse width modulation method (SVPWM) is applied on 60° coordinate system, this method can save a large number of trigonometric function calculations in traditional algorithm and the control resources of processors. Aiming atthe unbalance problems of neutral point voltage on three-level, the power balance algorithm is used. The simulation and experiments verify that this method has good inhibitory effect on neutral point voltage unbalance.%中点箝位式三电平逆变器采用传统空间矢量调制算法时，需要进行大量的三角函数运算和扇区判断，对处理器的要求较高，针对传统空间矢量控制算法计算量较大的问题，采用基于60°坐标系的空间矢量脉宽调制方法，此方法可以省去传统算法中的大量三角函数运算，节省了处理器的控制资源。
基于svpwm的三电平逆变器控制策略研究
基于svpwm的三电平逆变器控制策略研究
基于svpwm（Space Vector Pulse Width Modulation）的三电平
逆变器控制策略研究是一个有趣又有兴趣的话题，尤其是在有需要开
发出新一代控制策略以满足市场不断提高要求时，受到越来越多的关注。
SVPWM是一种多相双向逆变器控制的有效方式，它能够在负载测动
或静态状态时提供有效的响应，以调节输出电压并减少电磁悬浮。
然而，当输出功率较大时，可能会出现火花现象，增加了损耗，影响了
系统效率。
因此，采用三电平逆变器技术减少了火花现象，可以改善
输出功率对分部多脉冲控制的响应。
SVPWM技术与三电平逆变器的结合构成了一种适用于三电平逆变器
的新一代控制策略，可以有效改善该系统的性能。
在研究中，已经实
现了针对三电平逆变器的改进的SVPWM策略，调节了单相的输出电压，将负载拖动电流降低至最低，并且可以对输入电压的变化作出及时响应，从而提高系统效率。
此外，由于信号电平与控制精度之间的关系，本文还介绍了如何
可以使用基于三电平逆变器的SVPWM策略来提高信号电平和控制精度
之间的性能。
该方案利用不同的控制方法来控制三相的逆变器的输出，通过理论和仿真结果，得出了显著的改善效果。
总而言之，基于svpwm的三相逆变器控制策略研究可能会取得长
足的进展，以满足市场的新一代控制需求。
在相关的研究工作中已经
取得了良好的成果，并且有望在未来继续发展，使得三电平逆变器能
够发挥更好的控制性能。
三电平理论
华中科技大学硕士学位论文三电平逆变器SVPWM控制策略的研究姓名：刘亚军申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：程善美20080604摘要三电平逆变器输出由于具有更高的电能质量、更低的谐波含量，更好的电磁兼容性以及更低的开关损耗等优点，在中高压大容量交流调速领域得到了广泛的应用。
但是，三电平逆变器也存在不少关键问题，如三电平算法的简化问题，过调制区中点电压控制问题，以及在高压运行时系统的稳定性问题。
鉴于以上存在的问题，本论文深入地研究了三电平逆变器的结构，原理，控制策略，电容中点电压的控制，死区补偿，过调制处理以及SVPWM算法的实现。
论文在论叙二极管箝位三电平逆变器的结构和工作原理的基础上，分析了三电平逆变器的SVPWM调制策略，提出了一种实用的易于数字化实现的三电平SVPWM 算法。
在该算法的基础上通过修改小矢量的作用时间给出了基于滞环控制和PI控制的电容中点电压控制策略，并得到了很好的效果。
同时，论文对三电平逆变器的死区补偿和过调制处理进行了深入的研究，并且提出了一些新的方法来解决在过调制情况下的中点电压平衡问题，研究了三电平逆变器的死区实现方案和补偿策略，仿真实验证实了所提出的策略达到了预定的效果。
为了验证所提出的三电平SVPWM 算法，本文在MATLAB下建立了基于三电平逆变器的感应电动机V/F控制系统和矢量控制系统，仿真结果验证了所提出的三电平空间矢量PWM算法是可行有效的。
论文对三电平逆变器的SVPWM算法的实现进行了研究，基于DSP和CPLD提出了两种实现方法。
一种是采用数字信号处理器TMS320LF2407A中的两个事件管理器巧妙实现了三电平SVPWM算法；另一种是利用TMS320LF2407A和EPM240T100C5组成组合逻辑来实现。
实验结果进一步证实了所做的研究工作和所提出的算法是实际可行的。
关键词：三电平逆变器SVPWM算法中点电压控制死区补偿过调制AbstractBecause of the superiority such as higher power quality, lower harmonic components, better electromagnetic compatibility, and lower switching losses in its output, three-level inverter is applied widely in high-voltage and high-power applications. However, there are many key problems in the three-level inverter, such as simplifying the algorithm of three-level, the neutral point fluctuation in overmodulation region, and the stability issues of the system in the high-voltage performance. In light of the above existing problems, the thesis thoroughly investigates the structure, principle, control strategies, neutral point balancing, dead-time compensation, overmodulation and the realization of SVPWM algorithm in the diode-clamped three-level inverter.On the basis of describing the structure and principle of diode-clamped three-level inverter, the thesis analyzes the SVPWM modulation strategies of three-level inverter, and proposes the SVPWM algorithm which is practical and easily digital realization. It proposes a neutral point control strategy based on hysteresis control and PI control through modifying the working time of small vector on the basis of the algorithm, and achieves a good result. At the same time, the thesis completely investigates the dead-compensation and overmodulation in three-level inverter, and proposes a new scheme to solve the neutral point unbalancing for operating a three-level inverter in overmodulation region. It also investigates the schemes of dead-time setting and the dead-compensation. The simulation results confirm that the proposed strategy achieve the intended results. In order to verify the proposed three-level SVPWM algorithm, this thesis based on MATLAB software establishes induction motor V/F control system and vector control system which is based on three-level inverter, and the simulation results show the proposed three-level space vector PWM algorithm is feasible and effective.In this thesis, the realization of the SVPWM algorithm for three-level inverter has been studied, and two methods based on the DSP and CPLD are proposed. One method achieves skillfully the three-level SVPWM algorithm by making use of two events manager of the digital signal processor TMS320LF2407A, another is the use ofTMS320LF2407A and EPM240T100C5 logic combination to realize the algorithm. The experimental results verify further that the research work and the algorithm proposed is practical.Keywords: Three-level inverter; SVPWM algorithm; neutral point voltage control;dead-time compensation; overmodulation独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
三电平逆变器SVPWM过调制控制策略综述
Ⅵ慈警
淤一
巡哕
图５典型双模式过调制
ｔｙｐｉｃａｌ ｄｕａｌ—ｍｏｄｅ ｏｖｅｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
Ｅ１８３在傅立叶谐波分析的基础上，提出了一种基 于角度控制的分段ＳＶＰＷＭ过调制算法，但只是
这种方法有较低的谐波畸变率（ＴＨＤ），但是 有相对复杂的控制算法，并且查表需要较大的内 存空间［２¨，因此适合于对谐波指标要求较高的 应用。 ３．４典型单模式过调制策略 这种方法借鉴了Ｓ．Ｂｏｌｏｇｎａｎｉ的思想［Ｉ］，通 过离线计算得到修改后的参考电压矢量的幅值与 ｍ的非线性关系，同时修改参考电压矢量的幅值 和相位，用一种控制模式即可实现从线性区到最 大调制的平滑过渡。修正后的电压矢量运行轨迹 如图６中黑粗线所示。
应用在两电平ＳＶＰＷＭ算法中，在三电平中的应
用有待研究。文献Ｅｚ０３提出了磁场定向控制中的 ＳＶＰＷＭ过调制策略，其思想和３．３节中的方法类 似。文献［－２４３介绍了过调制策略在电流型逆变器 中的应用。文献Ｅｚ５３介绍了过调制策略在双级矩 阵变换器中的应用。 ４
现有过调制策略存在的问题
过调制控制策略是在人们对电机输出转矩及
矿＝，ｒ／３，用Ｈ。代替ｙ。ｒ。如果｝Ｖ。ｆ Ｉ足够大，随着 ｙ。ｒ的旋转，ｙ。ｒ的端点在六边形的一个顶点停留 一段时间以后，直接跳到另一个端点，轨迹就是六 边形的６个顶点。
３过调制控制策略
针对过调制运行时出现的问题，国内外很多 学者进行了研究，至今已取得了多项成果［１３￣３ 下面介绍几种典型的过调制策略。 ３．１最小相角误差过调制策略 其基本原理是：对Ｖ。ｔ的端点轨迹超出六边 形的部分，保持ｙ。ｒ的相位角不变，将ｙ。ｒ的端点 强制固定在六边形上形成新的矢量ｙ７，同时未超 出六边形的部分仍保留为圆形。因此，最后ｙ甜 的端点轨迹为口６段圆弧、６ｆ段直线、ｃｄ段圆弧， 如图３所示。因为ｙ７与ｙ。ｔ有相同的相角，故这 种方法具有最小相角误差的优点。 这种方法较３．１节中的方法复杂，计算量大， 电压、电流波形失真程度也比最小相角误差过调 制大。然而，它可以达到最大调制度为１，此时输 出电压基波幅值为２Ｌ厂。。／兀，充分利用了直流母线 电压［２２１。 ３．３典型双模式过调制策略 这种方法借鉴了Ｊｏａｃｈｉｍ Ｈｏｌｔｚ的思想‘引，将
三相三电平逆变器SVPWM控制研究
作者简介：王璨(1986-)，女，硕士研究生，主要研究方向电力电子.
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船舶机电设备 2011/06
图 1 中点箝位三电平逆变电路图
图 2 三电平逆变器空间电压矢量分布图
A 、 B 、 C 各桥臂的三态开关变量。以 A 相桥臂为例，若 Sa=0，则表示开关管T1、T2关断，T3、T4导通；Sa=1，则 表示开关管T1、T4关断，T2、T3导通；Sa=2，则表示开关 管T3、T4关断，T1、T2导通 。 A相输出端A对电源中点O的电压UAO可以用A相开关 变量结合输入直流电压Udc来表示：
V1 t1 + V2 t2 + V7 t7 = Vref T t1 + t2 + t7 = T
v v v v
其中， Vref 为目标电压矢量。
v
图 3 参考电压矢量的分解
用，且开关矢量的作用是对称的。 3）零矢量的作用时间是等份分配的。 在三电平逆变电路中，每相的开关状态有三种， 即-1（N），0（O），1（P），对应的交流侧输出电压 为-Udc/2，0，Udc/2。综合考虑以上因素，表1给出了当参 考矢量在空间逆时针转动时第一扇区开关矢量的作用顺 序，表中每一列从上到下为矢量的作用顺序。
2空间矢量pwm算法将如图2所示的电压空间矢量按大六边形的六个大矢12aaodcsvu?12bbodcsvu?12ccodcsvu?1100112101abadcbcbcacvsuvsvs?????????????????????????????????2111216112anadcbnbcncvsuvsvs????????????????????????????????????0203mmu1234323coscossinsin323coscossinsin34sinsin33coscossinsinmmmm??????????????66船舶机电设备201106academicresearch技术交流图3参考电压矢量的分解可知当1mm时坐标属于区域1
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略及中点电位平衡研究
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略
SVPWM是一种先进的空间矢量调制技术，通过将一个采样周期内的三个电压矢 量分配到两个开关器件上，可以获得与常规PWM相比更高的调制效率和更好的输 出波形质量。对于三电平NPC逆变器，SVPWM控制策略的关键是选取合适的调制方 式、脉宽调制参数和中点电位控制策略。
中点电位平衡研究
中点电位的影响主要有以下几个方面：
中点电位平衡研究
1、输出波形质量：中点电位不平衡会导致输出波形畸变，产生谐波污染；
中点电位平衡研究
2、开关器件的可靠性：中点电位不平衡会导致开关器件承受电压增大，降低 其可靠性；
中点电位平衡研究
3、系统的稳定性：中点电位不平衡会影响系统的稳定运行，可能导致系统振 荡甚至崩溃。
结论与展望
结论与展望
本次演示对三电平NPC逆变器SVPWM控制策略及中点电位平衡问题进行了深入 研究，提出了一种有效的控制方法。实验结果表明，该方法可以有效提高逆变器 的性能和可靠性。然而，在实际应用中仍存在一些问题需要进一步探讨，例如如 何进一步优化脉宽调制参数和中点电位平衡控制策略，以获得更好的输出波形质 量和系统稳定性。
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略
电流跟踪控制参数也是SVPWM控制策略的重要组成部分。本次演示采用PI （Proportional-Integral）控制器来实现电流跟踪控制，通过调节PI控制器的 参数，达到快速跟踪输出电流的目的。
中点电位平衡研究
中点电位平衡研究
中点电位平衡问题是三电平NPC逆变器运行过程中的一个关键问题。中点电位 的平衡与否直接影响到逆变器的性能和可靠性。中点电位的产生原因是逆变器两 个半桥中点电压的差值，它可能会导致半桥电容充放电不平衡，进而影响逆变器 的正常工作。
三电平三相桥式逆变器的svpwm控制方式应用_概述说明
三电平三相桥式逆变器的svpwm控制方式应用概述说明1. 引言1.1 概述本文旨在介绍三电平三相桥式逆变器的SVPWM（空间矢量脉宽调制）控制方式的应用。
逆变器作为电力电子变换技术中的重要组成部分，广泛应用于交流电力传输和各种工业应用中，有着重要的实际意义。
而SVPWM控制方式作为一种高效的逆变器控制方法，具有优秀的性能和效率，在现代电力系统中得到了广泛关注和应用。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，首先是引言部分，对文章进行概述和介绍；第二部分是正文，介绍逆变器及其基本原理；第三部分是专门介绍SVPWM控制方式的应用，包括其基本原理以及在三电平三相桥式逆变器中的具体实现方法和优点；第四部分将着重讨论三电平三相桥式逆变器的特点，并与其他类型逆变器进行比较；最后一部分是结论，对前文所述内容进行总结归纳，并展望未来该领域的发展方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨SVPWM控制方式在三电平三相桥式逆变器中的应用，并分析该控制方式的优点和适用性。
通过全面介绍和剖析，读者可以对SVPWM控制方式有一个清晰的认识，并了解其在三电平三相桥式逆变器中实际应用的效果与意义。
同时，本文还致力于为读者提供一个全面、系统且易于理解的资料，以便进一步研究和应用相关领域的技术。
(以上内容均为草稿，仅供参考)2. 正文电力电子技术在现代电力供应系统中发挥着重要的作用。
逆变器是一种将直流电转换为交流电的设备，广泛应用于工业控制、风能和太阳能发电系统等领域。
而三电平三相桥式逆变器是逆变器中一种常见且性能优越的拓扑结构。
三电平三相桥式逆变器采用了多级拓扑结构，通过控制开关管的导通与截止，可以实现对输出交流波形的精确控制。
在传统的两电平逆变器中，只能产生两个电平的交流输出；而在三电平逆变器中，通过合理选择开关管的组合方式，可以产生三个不同高度的输出电平。
这使得三相桥式逆变器具备更好的输出波形质量，并提供了更宽广阶梯数模拟交流信号。
而在控制方法方面，空间矢量脉宽调制（SVPWM）被广泛应用于三电平三相桥式逆变器中。
SVPWM控制算法在光伏三相并网逆变器中的研究
SVPWM控制算法在光伏三相并网逆变器中的研究摘要对光伏发电三相并网逆变器系统常用的几种电路拓扑结构进行分析，并比较其优缺点。
在此基础上，确定本论文所研究的三相并网逆变器的拓扑结构—两级式光伏并网逆变器(其中，Boost升压变换电路是前级DC-DC变换器较为理想的选择，后级DC-AC逆变器通常采用全桥逆变电路)，并分别对两级电路的工作原理进行了分析。
本文所采用的SVPWM (Space Vector Pulse Width Modul,空间电压矢量脉宽调制)控制策略。
若在该算法基本原理的基础上直接进行公式的推导和计算，将会增加控制器的设计的难度。
关键字: 三相并网逆变器；SVPWM法1并网逆变器结构的设计与分析1.1 光伏并网发电系统的基本结构图1所示为太阳能光伏并网发电系统的基本结构，其主要由太阳能电池方阵、DC/DC变换电路和DC/AC逆变电路、控制和保护电路、电网等组成。
图1太阳能光伏并网发电系统从图1中可知，在整个光伏发电系统中，光伏阵列只有通过并网逆变器才能和电网相连，逆变器的主要功能就是把光伏阵列输出的直流电转换为符合电网技术性能指标的交流电能并传送给电网[9-11]。
并网逆变系统中的DC/DC变换器用来实现直流电压的升压功能，DC/AC逆变器将升压后的直流电逆变为与电网电压同步的交流电，并将电能馈送到电网。
在整个光伏并网系统中，并网逆变器性能的优良是决定其是否能够安全、可靠、稳定、高效运行的主要因素，同时也对整个系统的使用寿命有较大的影响。
1.2 并网逆变器的拓扑选择在整个光伏发电系统中，并网逆变器是将光伏阵列和电网连接在一起的关键环节。
图2三相组合式逆变器电路结构该电路具有结构相对简单、功率开关数目应用较少、容易控制、其电压应力较小等优点，但该电路自平衡能力较弱。
逆变电路是并网发电系统中不可或缺的一部分，光伏发电三相并网逆变器的负载为公共电网，一般将其看成为一个理想的三相平衡负载。
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。
三电平逆变器SVPWM过调制控制策略研究
矢 量类型 分布见表 １ 。
ｉ ｐ ｎ ｏ ｐｎ ｐｐｎ
波 工作状 态 下三相 电压 型逆变 器输 出 的相 电压 基波
幅值 为 ０ ． ６ ３ ７ Ｖ ｄ 相 比在 线 性 调 区 输 出 的 电压 基 波 矢 量 最大 幅值 ０ ． ５ ７ ７ 。 高 出了 １ ０ ％＿ ５ ］ 因 此 可 知 降 低 电
ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎｓ ｅ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｓ ｐｅ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｂｌ ｅ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ａ ． Ｔｈｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ＵＳ ｅ Ｓ ａ ｓ ｕ ｐｅ ｒ ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
位 ，较 之 Ｓ Ｐ ＷＭ 技 术 ，Ｓ Ｖ Ｐ Ｗ Ｍ 技 术 以其控 制 的 简单
１ 三 电 平 逆 变 器 空 间 矢量 与 过 调 制
图１ 为 三 电平 逆 变 器 电压 空 间 状 态 矢 量 图 ， 其 中
性 ，数字化的易实现性和具有 良好 的工作特性等优 点， 所以Ｓ Ｖ Ｐ ＷＭ技术更适合于在数字化控制系统 中应用 。 部分学者从 ２ ０ 世纪 ９ ０年代初开始研究 Ｓ Ｖ Ｐ ＷＭ
Ｘ／ ｅ Ｙ ｉ ｃ ｈｅ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
ｐ ｒ ｉ ｎｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ， ｔ ｈｉ ｓ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈｍ ｂａ ｓ ｅ ｗａ ｖｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕｔ ｖｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ａ ｍｐｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ
2021年三电平逆变器简化SVPWM 控制算法仿真研究
三电平逆变器简化SVPWM 控制算法仿真研究摘要：本文在介绍二极管箝位型三电平逆变器工作原理基础上，提出了一种新颖的、易于编程实现的简化三电平SVPWM 控制算法。
同时，针对三电平拓扑结构固有的中点电位波动问题，分析中点电位波动的原因和抑制方法。
基于Matlab/Simulink 平台，仿真结果验证了该控制算法的优越性，输出电压波形接近正弦，中点电位平衡。
关键词：三电平逆变器;SVPWM;中点电位控制目前，随着高压变频调速技术的发展，多电平变换器耐压水平高、通流能力强，主要应用于矿井提升、风力发电、有源电力滤波器等高压大功率领域。
与两电平成熟的拓扑结构相比，多电平变换器拓扑结构难于统一，其中交直交电压型多电平变换器可分为中点箝位型(NPC 型)和单元串联型两大类[1]。
而二极管箝位型三电平拓扑结构，由于所需功率器件少、开关频率低、输出波形阶梯数高、du / dt 小、以及易于实现高性能控制等优势，应用最为广泛。
本文在介绍二极管箝位型三电平逆变器工作原理基础上，提出一种新颖的电压空间矢量PWM 控制算法。
该算法运用熟悉的两电平SVPWM 实现流程，易于数字化实现。
同时，针对三电平逆变器直流侧中点电位波动问题，通过改变正、负小矢量作用时间，实现直流侧中点电位平衡控制。
三电平逆变器工作原理图 1 为二极管箝位型三电平逆变器拓扑结构。
直流侧由两个滤波电容( 1 2 C、C )构成，逆变侧每相桥臂由四个功率开关器件( 1 4 ~ x x S S )、四个续流二极管以及两个箝位二极管(Dx1 ~ Dx2)构成，其中开关对x1 x3 S 、S 和x2 x4S 、S 的开关状态互补(x = a、b、c)。
三电平逆变器每相桥臂可以输出0 d d +E 、、? E 三种电压，用1、0、?1标识这三种电压输出时的开关状态。
三相桥臂经组合后，共有27 种开关状态。
传统的三电平 SVPWM 控制，往往将一个扇区划分为四个小三角形区域，进而根据参考电压矢量所在区域，计算有效矢量作用时间。
逆变器T型三电平SVPWM策略研究
逆变器T型三电平SVPWM策略研究作者：黄晓彬高升祥同小龙来源：《中国科技博览》2014年第36期[摘要]空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术因其技术上的优势被广泛应用于三相逆变控制系统中。
本文以最新型的T型三电平逆变器的基本拓扑为基础，分析了T型三电平SVPWM 技术的基本原理，并在此基础上提出了一种更易于实现的SVPWM算法。
[关键词]逆变器 SVPWM T型三电平扇区中图分类号：TM464 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0001-01一、引言近年来，多电平逆变器在中高压大功率场合已逐步进入了实用阶段，而T型三电平技术因其结构更合理、损耗更少、效率更高成为各厂家追捧的热点。
二、T型三电平SVPWM传统控制算法三电平SVPWM逆变器与两电平SVPWM逆变器在SVPWM调制的原理上是一致的，但由于三电平逆变器需控制的矢量比两电平的多得多，算法也复杂的多。
而T型三电平与其它三电平电路相比，算法上并没有太大的区别，只是根据各IGBT的位置对输出进行调整。
如（图1）所示为T型三电平拓扑结构和其单相分解拓扑，每一相输出相电压有三种状态：Udc/2，0，-Udc/2。
由于三相的称性，我们可以以a相为例，用P表示Udc/2电平，O表示0电平，N表示Udc/2电平，因此在整个三电平逆变器中总共有33=27种开关状态组合，我们可以由两电平逆变器矢量构成原理推出三电平逆变器的矢量图，如图2所示：三电平逆变器27个空间状态中，总共可以输出19个空间矢量。
与三相两电平逆变器不同，三电平逆变器可以分为长矢量，中矢量，短矢量和零矢量。
其中3个零矢量、12个短矢量、6个中矢量，以及6个长矢量。
在矢量调制过程中，我们将三电平逆变器空间矢量图以每600为一个单位，分为6个大的三角形扇区。
由于调制关系的对称性，我们以00～600为例，来说明三电平逆变器空间矢量调制的方法，要实现三电平逆变器调制方法，可以通过以下步骤实现：1.确定参考电压矢量Vref所在大扇区对参考矢量进行分解可得两相静止坐标系下的Uα、Uβ，然后结合正六边形空间矢量图，通过对Uα、Uβ值的判断可以得到大扇区数。
三相电压型SVPWM整流器控制策略研究_毕业设计(论文)
安徽工程大学毕业设计（论文）毕业设计（论文）三相电压型SVPWM整流器控制策略研究摘要常规整流环节广泛采用的二极管整流电路和晶闸管相控整流电路对电网注入了大量谐波，给电网造成污染。
三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、高功率因数、低谐波污染、能量双向流动等优点，在电力系统有源滤波、无功补偿以及交直流传动系统等领域，具有越来越广阔的应用前景。
本文详细阐述了PWM整流器的工作原理，建立了基于三相静止坐标系以及两相坐标系的低频和高频数学模型，并选择了三相电压型PWM整流器作为本文主要研究对象。
电压空间矢量调制(SVPWM)控制方法能够获得更高的电压利用率，同时可使可有效减小电流谐波。
文中对三相电压空间矢量的原理和如何实现作了详细的分析，选择了谐波含量相对小的矢量排序策略。
在电流控制方案上，提出了dq坐标系下的固定开关频率的直接电流控制策略，同时在控制中实现电流的解耦控制，以及输入电网电压的前馈，使得系统具有更好的动态性能和稳定性，并通过进行闭环系统的仿真验证了方案的可行性。
在进行三相电压型PWM整流器系统的仿真研究中，建立主电路、空间电压矢量PWM控制模块及PI控制调节器的仿真模型，并深入对三相电压型PWM整流器的谐波含量进行分析，研究主电路参数对系统跟随性和稳定性的影响。
关键字：PWM整流；SVPWM调制；直接电流控制；仿真研究贾佳：三相电压型SVPWM整流器控制策略研究Research on Control Strategy of the Three-phase Voltage SVPWMAbstractThe conventional rectifier section 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.The three-phase voltage-source PWM reetifier(VSR) have the characteristics of constant direet voltage,high power factor,small harmonic pollution,bidirectional power flow，so they have more and more application perspective in active filtering,reaetive-load compensation and motor control systems.The principle of single-phase voltage-source PWM rectifier was introduced in details,constructing the high and low-frequency mathematical model based on the three-phase static coordinate system and the two-phase synchronous rotating coordinate system from the poinit of the topology of the main circuit,and select the three-phase voltage-source PWM rectifier as this major study.With the voltage space vectors pulsewidth 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 vector sequencing strategy with relatively small harmonic content.As to the current control scheme,this paper propose a directly current control scheme,which with fixed switching frequency in dq rotation reference frame.And also, we introduce current decoupling input voltage feedback,which makes the system more stable and faster response,and through the closed loop system simulation to verify the feasibility of this current control scheme.In the research of the system of the three-phase voltage-source PWM rectifier an, eastblish the main circuit,simulate module of the voltage space vectors pulsewidth modulation and simulate model of PI contorl conditioner,then analyzed deeply in the vector sequencing strategy of three-phase voltage-source PWM reetifier,deliberate the main circuit parameters on dynamic characteristics and static characteristics in the system.Key words:PWM rectifier;SVPWM modulation;direct current control;simulate research安徽工程大学毕业设计（论文）目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题的研究背景与意义 (2)1.1.1 谐波的危害和抑制 (3)1.1.2 功率因数校正技术 (3)1.2PWM整流器国内外研究现状 (3)1.3 电压型PWM整流器的控制技术 (5)1.4本文的主要研究内容和重点 (6)第2章PWM整流器的原理、拓扑和数学模型 (7)2.1PWM整流器的基本原理 (7)2.2PWM整流器的拓扑结构 (9)2.2.1 单相全桥PWM整流器拓扑结构 (9)2.2.2 三相半桥PWM整流器拓扑结构 (10)2.3 三相电压型PWM整流器的数学模型 (12)2.3.1ABC静止坐标系下的低频数学模型 (12)2.3.2两相坐标系下的低频数学模型 (14)2.3.3 基于开关函数定义的高频通用数学模型 (17)2.3.4 两相坐标系的PWM整流器高频数学模型 (19)2.4本章小结 (21)第3章三相电压型PWM整流器的控制 (21)3.1 三相电压型PWM整流器的电流控制策略 (21)3.1.1 间接电流控制 (22)3.1.2 直接电流控制 (22)3.2 三相电压型PWM整流器的SVPWM调制方法 (24)3.2.1 三相VSR的电压空间矢量分布 (24)3.2.2 电压空间矢量的合成和作用时间的分配 (26)3.3SVPWM调制算法的实现和仿真 (28)3.3.1 扇区的判定和作用时间的计算 (29)3.3.2 电压空间矢量的排序和三相PWM波的生成 (31)3.3.3三相VSR的SVPWM调制算法的模型 (34)3.4 本章小结 (34)第4章三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (35)4.1 主电路参数设计 (35)4.1.1 交流侧电感的设计 (35)4.1.2 直流侧电容的设计 (38)4.2 电压空间矢量控制的三相VSR的仿真研究 (40)4.2.1 三相VSR在dq坐标系下的电流解耦控制 (40)4.2.2 三相VSR整流状态下的仿真研究 (42)4.3 本章小结 (43)贾佳：三相电压型SVPWM整流器控制策略研究结论与展望 (44)致谢 (46)参考文献 (47)附录 (47)附录A (47)附录B (48)附录C (57)安徽工程大学毕业设计（论文）插图清单图2—1 PWM整流器模型电路 (7)图2—2 PWM整流器交流侧等效电路 (8)图2—3 PWM整流器交流侧电压波形 (8)图2—4 (a)整流状态矢量图(b)逆变状态矢量图 (8)图2—5 PWM整流器四象限运行原理图 (9)图2—6 单相全桥电压型PWM整流器拓扑结构 (9)图2—7 三相半桥电压型PWM整流器拓扑结构 (10)图2—8 PWM整流器输入侧等效电路和向量图 (10)图2—9PWM整流器交流侧矢量方程的空间矢量图 (14)图2—10 αβ—dp坐标系的变换关系 (16)图2—11 三相PWM整流器开关模型简图 (17)图2—12 三相PWM整流器高频等效电路 (19)图2—13 三相PWM整流器在dq坐标系下的高频等效电路 (20)图3—1 三相VSR电压空间矢量分布图 (25)图3—2 电压空间矢量的合成 (26)图3—3 传统输入相电压的区间划分 (28)图3—4 判断电压矢量所在区间的条件 (28)图3—5 改进方案的区间划分 (29)图3—6 扇区号N实际对应的各扇区情况 (29)图3—7 区间I电压空间矢量的合成 (30)图3—8 电压空间矢量的排序策略 (32)图3—9 电压空间矢量PWM调制方式 (33)图3—10 SVPWM调制仿真模型 (34)图4—1 系统设计框图 (35)图4—2 直流侧电压阶跃突变时的等效电路图 (39)图4—3 三相PWM整流器电流内环解耦控制原理图 (41)图4—4 三相VSR的直接电流整流仿真模型 (42)图4—5A相电网电压和电流波形输出相位波形 (43)图4—6 常规PI控制时的输出直流电压波形 (43)贾佳：三相电压型SVPWM整流器控制策略研究插表清单表3—1 不同开关组合时的电压值 (25)表3—2 各扇区号对应的电压空间矢量的作用时间 (30)表3—3 各切换点赋值时刻 (33)安徽工程大学毕业设计（论文）引言在20世纪80年代，这一时期由于自关断器件的日趋成熟及应用，推动了PWM整流技术的应用与研究。
svpwm控制三相逆变电路课设
svpwm控制三相逆变电路课设1.引言1.1 概述概述部分的内容可以如下编写：引言部分是一篇文章的开端，用于引导读者进入主题，并对文章的内容进行概述。
本文讨论的是"svpwm控制三相逆变电路课设"，将着重介绍svpwm控制原理和三相逆变电路设计的相关知识。
在传统的三相逆变电路中，常用的控制方法是PWM（脉宽调制）。
然而，随着科技的发展，SVPWM（空间矢量脉宽调制）成为了一种更加先进和有效的控制方法。
SVPWM可以通过调节逆变电路中的开关状态来实现对输出电压的精确控制，从而得到更高质量的电力输出。
本文将首先介绍SVPWM控制原理，包括其基本概念、工作原理和控制算法。
通过深入理解SVPWM的原理，读者将能够更好地理解和运用该控制方法。
其次，本文还将探讨三相逆变电路的设计过程。
从电路拓扑结构的选择到电路参数的确定，将分步骤介绍如何设计一个稳定可靠的三相逆变电路。
在设计过程中，我们将重点介绍一些常用的开关模块、滤波电路和保护电路的选择和设计原则。
最后，本文将通过实验结果分析，评估所设计电路的性能。
通过对实验数据的统计和分析，我们将对设计的三相逆变电路进行性能评估，并总结和展望进一步优化这一电路。
通过本文的学习，读者将能够全面了解svpwm控制三相逆变电路的理论基础和实际应用。
同时，本文所介绍的电路设计方法和实验结果分析也具有一定的指导意义，能够帮助读者在课设和实际工程中更好地应用和优化三相逆变电路。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括以下方面的介绍：在本篇长文中，将会对svpwm控制三相逆变电路进行课设研究和探讨。
本篇文章主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分将会开始介绍本文的背景和目的。
首先，会简要概述svpwm 控制三相逆变电路的基本原理和应用。
然后，会详细说明本文的结构和组织，以便读者能够清晰地了解整篇文章的内容和安排。
最后，会明确本文的目的，即通过对svpwm控制三相逆变电路的课设研究，探索其在实际应用中的优势和限制，并提出相关的结论和展望。