基于MATLAB的SVPWM控制策略的实现-716

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1、基于MATLAB的SVPWM控制策略的实现组员：（按学号排列）电气141：杜瑞通140803、李家鑫140818、李友林140820、李卓平140821;电气142：刘克爽140823一、三电平逆变器的原理通过对交直流调速课程的学习，我们了解了基于两电平逆变器的电压空间矢量PWM控制技术。虽然两电平逆变器的主电路结构和控制都比较简单，但两电平逆变器存在着两个明显的不足：一是两电平逆变器输出相电压只有两个电平，输出电压波形的谐波含量较高。二是传统的两电平逆变器，一方面开关器件在关断过程中所承受的最高电压要高于直流环节的电源电压，另一方面逆变电路的输出线电压的峰值正

2、比于Ud，因此要提高逆变电路的输出电压就必须提高中间环节电压，而这样会受到开关器件的最高允许电压的限制。受当前电力电子器件生产和制造技术的限制，两电平逆变技术难以满足高压逆变器的需要。C2PONBACUdcC1Dc1Dc2Dc4Dc3Db1Db2Db4Db3Sc1Sc2Sc3Sc4Db5Db6Dc5Dc6Da1Da2Da4Da3Sb1Sb2Sb3Sb4Da5Da6Sa1Sa2Sa3Sa4中点钳位型三电平逆变器主电路--《电力电子技术》P115为了弥补两电平电路的不足，我们采用三电平逆变电路来完成控制。所谓三电平是相对于两电平而言，两电平逆变电路中，每个桥臂输出电

3、压相对于直流中性点而言只有两种可能，要么正电平要么负电平，而三电平电路由于其特殊的电路结构，除了可以输出正电平和负电平以外，还可以实现零电平输出。中点钳位型三电平逆变器主电路采用三相四桥臂，以A相所在桥臂为例，当Sa1、Sa2导通，Sa3、Sa4关断时，A相输出接到直流母线电压的正端P。当定义O为参考点时，A相的输出电压Ua=Udc/2，称之为正电平（1状态）。当Sa2、Sa3导通，Sa1、Sa4关断时，输出端A相当于直接连接到分压电容的中性点O上。当定义O为参考点时，A相的输出电压Ub=0，称之为零电平（0状态）。当Sa3、Sa4导通，Sa1、Sa2关断时，A

4、相输出接到直流母线电压的负端N。当定义O为参考点时，A相的输出电压Uc=-Udc/2，称之为输出负电平（-1状态）。二、三电平逆变器的数学模型为了便于分析，在此定义Sa、Sb、Sc分别为三电平逆变器A、B、C三相的输出状态，Si(i=a,b,c)的取值为-1、0、1，则三相的输出端相对于中点O的电压可用Udc与Sa、Sb、Sc表示：NScSbSa-Udc/2Udc/22三电平逆变器的简化模型理想的三电平逆变器电路开关模型的每相桥臂的电路机构可以看成为一个与直流侧相通的弹道三掷开关，则三电平逆变器主电路可简化成上图。将Si（i=a,b,c）分解为Sa（0）、Sa（

5、1）、Sa（-1）单刀开关[3]。所以逆变器的输出线电压可表示为：用矩阵表示，即由上述分析可知，负载相线电压可表示为：对三相系统有：所以，负载相电压与逆变器输出线电压关系可整理成为：用Sa、Sb、Sc表示为：根据上述推导的公式，可知三电平逆变器三相共有27组输出状态。下表列出所有开关组合状态下逆变器输出端线电压和负载侧电压的对应情况(注:表中的电压实际值要乘以输入端电压Udc)。开关状态输出端线电压负载相电压SaSbSc111000000000000000-1-1-10000001001/20-1/21/3-1/6-1/60-1-111001/2-1/21/61

6、/6-1/300-1010-1/21/20-1/61/3-1/6-10-1011-1/201/2-1/31/61/6-1000010-1/21/2-1/6-1/61/3-1-101011/2-1/201/6-1/31/60-1010-11/21/2-11/20-1/201-1-1/21-1/201/2-1/2-110-11/21/2-1/21/20-101-1/2-1/21-1/201/20-111/2-11/20-1/21/21-101-1/2-1/21/2-1/201-1-110-12/3-1/3-1/311-101-11/31/3-2/3-11-1-110

7、-1/32/3-1/3-1-11-101-2/31/31/3-1-110-11-1/3-1/32/31-111-101/3-2/31/3三、坐标变换3/2变换坐标系UβUαcba(α)ωt矢量控制是通过矢量坐标变换将交流电动机的转矩控制与直流电动机的转矩控制统一起来的。可见，矢量坐标变换是实现矢量控制的关键。如图2.5所示，要将三相静止参考坐标系(a-b-c)变量变换成两相静止参考坐标系(α-β)变量，坐标变换原则是:空间矢量在a、b、c三个轴上的投影正好为三相静止坐标系中a、b、c三相的瞬时量。假设d轴与a轴重合，忽略零序分量，设三相交流系统各相电压为[2]:

8、由于：综合上面得到三相静