基于matlab的svpwm高次谐波分析

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1、基于MATLAB的SVPWM高次谐波分析彭润泽14721429(上海大学机电工程与内动化学院，上海200072)摘要：从空间矢最脉宽(SVPWM)调制产生的机理出发，推导丫空间矢最电压的公式，简介丫SVPWM的实现力‘式，指出了五段式和七段式两种主耍逼近力法下。在MATLAB/Sinuilink的软件环境下对两种合成方式搭建Z仿真模型，分析Z两种方式产生的SVPWM谱的谐波分布和相应逆变器产生电压的谐波分布情况，并总结出了两者的优缺点。得到了七段SVPWM的正弦度髙和五段SVPWM开关损耗少的结论。关键词：空间矢景调制技术；高次谐波分析；傅里叶变换；MATLAB/SimulinkStudyo

2、nharmonicsofSVPWMbasedonMATLABPengRunze(SchoolofEngineering-Mechatronicsandautomation,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Startingoffwiththeprincipleofspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM),thispaperdeducesformulasofthevoltagespaceandpointsouttwomainapproximationmethods.InsoftwareMATLA

3、B/Simulink，simulationmodelsarcbuilttoanalyzetheharmonicsgeneratedbythedistributionoftwowaysSVPWMharmonicspectrumdistributionandthecorrespondingvoltagegeneratedbytheinverter.Finally,thepapersumsuptheadvantagesanddisadvantagesoftwomethodsandhencedrawconclusionsthatseven-stepSVPWMpossessesbettersinewa

4、veformwhilefive-steponereducesswitchingloss.Keywords:SVPWM;Fouriertransform;harmonic;MATLAB/Simulink0引言在全数字岛性能交流调速系统屮，通常釆用数字脉宽调制来代替传统的模拟脉宽调制。空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术是近年來研究的一个热点。SVPWM是把三相变流器的端部电压状态在复平面上综合为空间电压矢量，并通过不同的开关状态形成八个空间矢量，利用这八个空间矢量来逼近电压圆，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高出15%的基波电压［h3］，同时，SVP

5、WM调制技术还有一个优点即易于实现数字和实时控制其主电路如图1所示。空间矢量脉宽调制(SVPWM)因其与同步旋转坐标系控制量接口7/便，直流电压利用率高、总谐波畸变小等特点被广泛应用于PWM整流器当中［5~。电压型PWM逆变器把部分基波能量转换成谐波能量，造成交流输入电压、电流发生畸变，向系统中注入高次谐波，使输入功率因数降低，电能质量下降，对电力系统包括用户的安企、经济运行产生严重的危害和影响，其至造成电力设备的损坏［71;1对于三相电机来说，商次谐波会造成转矩脉动，影响电机控制精度、提高控制难度，还会增加损耗，造成电机发热。所以研究空间矢量脉宽调制产生的高次谐波具有重要Fig.lsche

6、maticdiagramoftheinverter1SVPWM工作原理空间矢呈脉宽调制SVPWM(SpaccVectorPulseWidthModulation)，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。三相电压型逆变器电路原理图如图1所示。定义开关量《，/?，C和6/1，//，表示6个功率开关管的开关状态。当6Z，或C为1吋，逆变桥的上桥臂开关管开通，其下桥臂开关管关断(即6/W或C•为0);反之，当6/，或c为0时，上桥臂开关管关

7、断而下桥臂开关管开通(即〃’，Z/或^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。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阁2.11所示的复平而，即可以得到如图2.13所示的电压空间矢量图。它们将笈平面分成了6个区，称之为扇区。对于不同的开关状态组合(〃什)，可以得到8个基本电压空间矢量。各矢量为：—j-