三电平逆变器的无速度传感器矢量控制系统

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1、第39卷第1期应用科技Vol.39,No.12012年2月AppliedScienceandTechnologyFeb.2012doi:10.3969/j.issn.1009-671X.201104023三电平逆变器的无速度传感器矢量控制系统牛一川,孙东同济大学电子与信息工程学院，上海200092摘要：介绍三电平逆变器的基本结构并推导了三电平空间矢量脉宽调制（SVPWM）原理，为防止电容中点电压的偏移，采用改进型SVPWM控制方法作为逆变器的控制策略.同时，引入模型参考自适应技术，并在三电平转速、磁链双闭环控制中使用该技

2、术实现了无速度传感器控制.通过仿真结果证明了方法的正确性和可行性.关键词：无速度传感器矢量控制；三电平逆变器；模型参考自适应系统（MRAS）；空间矢量脉宽调制（SVPWM）中图分类号：TM921.51文献标志码：A文章编号：1009-671X（2012）01-0016-05Speed-sensorlessvectorcontrolsystembasedonthethree-levelinverterNIUYichuan，SUNDongCollegeofElectronicsandInformationEngineerin

3、g,TongjiUniversity,Shanghai200092,ChinaAbstract:Thebasicstructureofthethree-levelinverterisintroducedandthethree-levelspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)theoryisderived.AnimprovedSVPWMcontrolalgorithmisadoptedasthecontrolstrategyfortheinverterinordertocompensa

4、tetheneutral-pointshifting.Besides,modelreferenceadaptivesystem(MRAS)isresearchedandisappliedtothethree-levelinverterindoubleclosed-loopcontrolofrotationspeedandmagneticflux.Validityandfeasibilityrelatedtothistechniqueareprovedthroughsimulationresults.Keywords:sp

5、eed-sensorlessvectorcontrol；three-levelinverter;modelreferenceadaptivesystem(MRAS);spacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)1三电平逆变器在高压大功率场合得到广泛的应输出端A对中点电位O的电平为0;当开关VTa3和用，与两电平逆变器相比较，它具有输出电压谐波含VTa4同时导通时，输出端A对中点电位O的电平为[1]量小、开关器件所承受的电应力小等优点.由三电平-UDC/2.构成的电动机调速系统中，多采用空间

6、矢量脉宽调制在图1（a）中，以逆变器电压中点O为参考地，（SVPWM）技术对电机的磁链和转速进行实时控制.O′为三相负载的中点，则负载三相相电压和逆变器三文中以三电平逆变器为基础，采用可抑制电容中点电相输出电压之间关系为压偏移的改进型SVPWM对电机进行控制，同时利用⎧UUU=−,a'AO模型参考自适应法对电机转速进行估算完成三电平逆⎪⎨UUU=−,（1）bBO'变器的无速度传感器转速、磁链双闭环控制.⎪⎩UUU=−.cCO'1三电平空间矢量及改进矢量控制根据空间矢量理论，引入复数算子g（g=ej120o），三相负载相电

7、压则可用参考矢量Uref表示，Uref定义为三相三电平逆变器电路如图1（a）所示，每一相22都有4个带有续流二极管的IGBT和2个箝位二极管，UU=++=()gUgUrefabc3直流母线电压被2个串联电容C1、C2分成2个电平.当22[(UUgABC−+−+−=OOO''''')(UUgUU)(')]开关VTa1和VTa2同时导通时，输出端A对中点电位322O的电平为UDC/2；当开关VTa2和VTa3同时导通时，()UgABCss++=+UgUuuj.（2）3αβ收稿日期：2011-04-26.而在α、β静止坐标系下

8、的u和u的表达式为sαsβ作者简介：牛一川(1987-),男，硕士研究生，主要研究方向：变频系统控制，E-mail：dfg445@163.com.第1期牛一川，等：基于三电平逆变器的无速度传感器矢量控制系统·17·211uUUU=−−(),sAαBC3221uU=−()U.（3）sBβC3由于式（3）中UA、UB、U