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1、SVPWM的调制及谐波分析专妻的蔷蚤析一.设计斩.{岐持电棚2006年第7期一张………………………………………………………………一.…一工一:………….:….SVPWM的调制及谐波分析高莹,谢吉华,陈浩(东南大学,江苏南京210096)ModulationandHarmonicAnalysisofSVPWMGAOy,XIEJl—hua,CHENHao(SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)摘要:在分析SVPWM原理的基础上,给出了仿真的波形,重点对SVPWM的仿真结果进行了谐波分析,得到了SV
2、PWM谐波分布的主要特点及影响其谐波分布的几个主要因素,为更有效消除SVPWM谐波污染提供了理论基础和指导.关键词:SVPWM;谐波;仿真中图分类号:TM34文献标识码:A文章编号:1004—7018(2006)07—0010—03Abstract:Basedontheanalysisofthecharacteristicsofspacevectorpulsewidthmodulation.aseriesofsimulationwaveformsareillustrated.Thefoundationalfeaturesoftheha
3、r-monicdistributionsofSVPWMandthedominantfactorsaffectingthedistributionsareobtainedthroushtheanalysisonthehar—monicsofthewaveforms.Itprovidestheoreticalfoundationtoe—liminatetheharmonicpollution.Keywords:SVPWM;harmonic;simulation1引言在全数字高性能交流调速系统中,通常采用数字脉宽调制来代替传统的模拟脉宽调制
4、.SVPWM技术是近年来研究的一个热点.SVPWM是把三相变流器的端部电压状态在复平面上综合为电压矢量,并通过不同的开关状态形成八个矢量.利用这八个矢量来逼近电压圆,从而形成SVPWM波.它能在较低的开关频率下获得较好的谐波抑制效果和比SPWM约高15%的基波电压.同时,SVPWM调制技术还有一个优点即易于实现数字和实时控制J.本文首先介绍了SVPWM的基本原理,然后给出了在不同条件下的频谱波形,通过分析和比较,得到了影响SVPWM谐波分布的几个主要因素,从而为其在实际应用中降低谐波污染提供了可靠的理论依据.2SVPWM基本原理图1是
5、一个典型的三相两电平PWM逆变器原收稿日期:2005—11—11改稿日期:2005—12—27理图,利用功率器件的开关状态和组合顺序,以及开关时间的调整,就可以输出三相SVPWM波.正六边形内的任何矢图2基本电压矢量分布及合成量都可以由八个基本矢量的线性组合构成.3SVPWM调制算法设为输出电压基波幅值,调制系数定义为m=U./U.一,.一=2%c/'tr,U.为逆变器六阶梯波工作运行时输出电压基波幅值,也就是逆变器所能输出电压基波幅值的最大值;Dc为逆变器直流侧输入电压值.当m=0.9067时,输出电压矢量轨迹为正六边形的切线圆.继
6、续增大m值,参考电压矢量轨迹将偏离圆形,一部分轨迹将落在正六边形的边上,称此时的模式为过调制模式,而称此前m≤0.9067时的模式为线性调制模式.3.1线性调制模式在线性调制区内,对于任何给定的矢量,都可以由相邻的两个基本矢量和零矢量合成.如图2所示,以第0扇区为例,给定矢量触持电棚2006年第7期设计柝?………??……?………-一-……-一?…….一.………-一-…-一-……-一-…-一.…….一.….一.…………c,.z一一一U=TlUl+u2+(U7)(1)式中:T,,To分别是u.,u和零矢量作用的时间.设为采样周期,0为相角
7、,则各基本矢量作用的时间为:sin(詈=sinTo=—Tl一(2)由上式可以看出,线性调制模式的特点是非零基本矢量作用时间与给定参考矢量幅值成正比,而且给定参考矢量幅值越小,零矢量作用时间越长.为了使得波形对称,最大限度地降低开关损耗,把每个矢量的作用时间都一分为二,同时把零矢量作用时间等分给两个零矢量Uo(000)和u,(111),这样既可以提高直流电的利用率,又可降低逆变器输出谐波含量.3.2过调制模式过调制就是通过控制参考电压矢量偏离正弦曲线的圆形轨迹,最终达到不连续的六阶梯波开关调制.为保持在过调制下的连续控制,并获得较小的失
8、真,从输出为正弦曲线到六阶梯波的转换被分为两段不同的模式,称为模式I和模式Ⅱ【3].3.2.1过调制模式I过调制模式I的基本原理就是通过提升希望的参考电压矢量u到,以补偿u在超出六边形边沿无法实际输出时的损失【].图3为
