单相三电平整流器d_q坐标系下的控制与SVPWM方法

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1、第16卷第4期电机与控制学报Vol.16No.42012年4月ELECTRICMACHINESANDCONTROLApr．2012单相三电平整流器d-q坐标系下的控制与SVPWM方法112宋文胜，冯晓云，谢望玉(1．西南交通大学电气工程学院，四川成都610031;2．中国铁道科学研究院机车车辆研究所，北京100081)摘要:为了减弱高速动车组与牵引供电网压之间的相互耦合关系，以电力牵引变流器中的单相三电平中点钳位(NPC)整流器为对象，分析了其工作原理，建立了其在d-q坐标系下基于开关函数的数学模型;然后给出了一种基于d-q变换的有功无功电流控制算法。并在

2、此基础上，提出了一种单相三电平空间矢量调制(SVPWM)方法。与传统的正弦脉宽调制方法相比，该调制方法不但能够有效地降低牵引变压器的绝缘等级和电压突变的耐受能力，并且还具备中点电位控制能力。最后，计算机仿真和小功率样机实验验证了该控制方法和调制方法的有效性和可行性。关键词:单相整流器;三电平;中点电位控制;空间矢量调制中图分类号:TM921．45文献标志码:A文章编号:1007－449X(2012)04－0056－08Spacevectorpulsewidthmodulationandcontroltechniqueforsinglephasethreel

3、evelrectifierind-qcoordinatesystem112SONGWen-sheng，FENGXiao-yun，XIEWang-yu(1．SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China;2．LocomotiveandVehicleResearchInstitute，ChinaAcademyofRailwaySciences，Beijing100081，China)Abstract:Inordertoreducethecouplingi

4、nfluencebetweenhigh-speedelectricmultipleunits(EMU)andthevoltageoftractionpowergird，theoperationprincipleofsingle-phasethree-levelneutralpointclamped(NPC)rectifierinelectricaltractionconverterwasanalyzedfirstly，andthemathematicmodel-ingind-qreferenceframewasdescribed．Thenanactivea

5、ndreactivecurrentdecoupledcontrolschemeind-qsynchronousframewaspresented．Onthebasisofthis，asingle-phasethree-levelspacevoltagepulsewidthmodulation(SVPWM)wasproposed．Comparedwiththetraditionalsinepulsewidthmodula-tion(SPWM)，theadoptedSVPWMmethodcannotonlyreducetherequirementofinsul

6、ationgradeandvoltagejumpimpulsedurabilityforthetractiontransformer，butalsobalanceneutralpointvoltageeffec-tively．Finally，thevalidityandfeasibilityofthecontrolandmodulationschemeareverifiedbycomputersimulationandalowpowerprototypeexperiment．Keywords:single-phaserectifier;three-leve

7、l;neutralpointvoltagecontrol;spacevoltagepulsewidthmodulation收稿日期:2010－11－03基金项目:国家科技支撑计划资助项目(2009BAG12A05－08)作者简介:宋文胜(1985—)，男，博士，研究方向为电力牵引交流传动及其控制;冯晓云(1962—)，女，教授，博士生导师，研究方向为电力牵引交流传动及其控制，列车运行控制与仿真;谢望玉(1984—)，男，硕士，助理工程师，研究方向为电力牵引交流传动及其控制。通讯作者:冯晓云第4期宋文胜等:单相三电平整流器d-q坐标系下的控制与SVPWM方法

8、571，S1i和S2i导通，0引言Si={0，S2i和S3i导通，