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《三相电压型pwm整流器空间矢量脉宽调制研究new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、·研究与开发·《电工技术杂志》2002年第7期三相电压型PWM整流器空间矢量脉宽调制研究屈莉莉(佛山科学技术学院528000)杨振坤(西安交通大学电气工程学院)杨兆华(佛山科学技术学院)摘要在分析电压空间矢量脉宽调制SVPWM基本原理的基础上,研究了一种新的算法。仿真结果表明,基于此算法的三相电压型PWM整流器性能优良。关键词整流器空间矢量脉宽调制2j2π-j2πUj=(Ua+Ube3+Uce3)(2)31引言将式(1)代入式(2)可得2j2π-j2π空间矢量脉宽调制SVPWM是把三相变流器Uj=U
2、d(Sa+Sbe3+Sce3)(3)3的入端电压在复平面上合成为空间电压矢量,并通开关函数Sa、Sb、Sc组合起来有八种状态(000过不同开关状态构成的八个空间矢量去逼近电压～111),代入式(3)中可得到八个电压空间矢量,圆,以形成SVPWM波。与正弦PWM波相比,其矢量图如图2所示。其中U1～U6为六个非零矢其直流电压利用率可提高1515%,总谐波畸变率量,U0(000)～U7(111)为两个零矢量。用六个非减小,易于实现数学控制和实时控制。文献[3]零电压矢量和两个零电压矢量去逼近电压圆,在整
3、给出了一种SVPWM的调制方法。本文研究了一流器三相桥的交流输入端会得到等效的三相正弦种新的SVPWM算法及其调制过程,物理概念清SVPWM波形。任一空间矢量U可由其相邻的两晰,算法简单,适合于数字实现。利用MATLAB/个电压空间矢量来合成。以第Ⅰ扇区为例,有SIMULINK对基于此算法的三相PWM整流器进U1T1+U2T2=UTs。为了弥补Ts和T1+T2之行的仿真研究结果表明其性能优良。间的时间差,在U1、U2逼近U的过程中需要插2SVPWM的基本原理入零矢量,其作用时间为T0=Ts-T1-T
4、2在图1所示的三相电压型PWM主电路中,定义开关函数表达式为1k相下桥臂导通(k=a,b,c)Sk=0k相上桥臂导通(k=a,b,c)则整流器各相输入端电压可表示为Uk=SkUd(1)定义电压空间矢量为图2SVPWM向量及扇区划分3基于新算法的SVPWM调制技术311整流桥入端合成电压矢量的计算设ua=Usmcosωt图1三相电压型PWM整流器主电路ub=Usmcos(ωt-120°)—7—《电工技术杂志》2002年第7期三相电压型PWM整流器空间矢量脉宽调制uc=Usmcos(ωt+120°)1所
5、示。在α2β坐标系中定义合成空间矢量。表1电源电压合成矢量N3154622j2π-j2πus=uαs+uβs=(ua+ube3+uce3)所属扇区ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ3交流侧电流合成矢量313开关矢量的选择2j2π-j2πis=iαs+iβs=(ia+ibe3+ice3)各扇区开关矢量分配如表2所示。3表2整流器输入端电压空间合成矢量22π2π扇区开关矢量j-jU=Uα+Uβ=(Ua+Ube3+Uce3)3Ⅰ000100110111111110100000假设三相电网电压平衡,忽略高频整流器交流Ⅱ00001
6、0110111111110010000侧各变量的高次谐波,us、is和U三者的关系如图3所示。Ⅲ000010011111111011010000Ⅳ000001011111111011001000Ⅴ000001101111111101001000Ⅵ000100101111111101100000314开关矢量作用时间计算Ts定义A=(3Uβ-3Uα)2UdTsB=(3Uβ+3Uα)2Ud3TsC=Uβ图3us、is、U三者的矢量关系Ud以第Ⅰ扇区为例,由图2容易得到disU=us-Lsdt-Rsis(
7、4)U1T1+U2T2cos60°=UαTS将α2β坐标下的U投影到d2q轴上,可以得到U2T2sin60°=UβTSUd=Usm-RsIsm简化可得T1=-A,T2=C。(5)Uq=-ωLsIsm同样的方法计算得到扇区号与相应电压矢量的作用时间之间的关系如表3所示。式中Ism———给定交流电流的峰值表3将d2q坐标系转化为α2β坐标系,得到整流桥入端合成电压矢量扇区号ⅠⅡⅢⅣⅤⅥU的α、β轴分量分别为T1-AAC-C-BBUα=Udcosθ-Uqsinθ(6)T2CB-BA-A-CUβ=Udsin
8、θ+Uqcosθ312U所在扇区的判断考虑到在动态调节过程中可能出现过调制现Uref1=Uβ象,在T1+T2>Ts时,取31TsUref2=Uα-UβT1=T1+由式22T1+T231TsUref3=-Uα-UβT2=T2+22T1+T2以及N=sign(Uref1)+2sign(Uref2)+4sign(Uref3)Ts-T1-T2定义Ta=计算得到系数N,N与U所属的扇区的关系如表4—8—三相电压型PWM整流器空间矢量脉宽调制《电工技术杂志》2002年第7期T1T
