两电平电压源逆变器空间矢量调制方案

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1、任务2：两电平电压源逆变器空间矢量调制方案周乐明学号：si1092064电气2班摘要提出了三相两电平逆变器的空间矢量调制方法，详细讨论了两电平逆变器的工作原理及空间矢量调制的基本原理，并给出一个具体的仿真实例，通过仿真，可以得出实际运行屮的电压、电流的波形，而且在文中给出了实例的电路原理图，使得对于空间矢量调制的原理得以更加清楚的认识。1.两电平电压源逆变器空间矢量调制1.1结构试图三相电压型逆变器电路原理图如图2.1所示。定义开关量a,b,c和庆/表示6个功率开关管的开关状态。当Gb或C为1时，逆变桥的上桥僭开关

2、管开通，其下桥僭开关管关断（即刀，//或/为0）；反之，当a,b或c为0时，上桥臂开关管关断而下桥臂开关管开通（即/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。对于不同的开关状态组合（abc）,可以得到8个基本电压空间矢量。各矢量为：out(2-1)则相电压匕n、心、Kn,线电压匕b、血、以a以及%«bc）的值如下表2-1所示（其中Sc为直流母线电压）。表2-1开关组态与电压的关系abcKnVbnKnKb%%000000000010025J3如/3仏/3%0仏任务2：两

3、电平电压源逆变器空间矢量调制方案周乐明学号：si1092064电气2班摘要提出了三相两电平逆变器的空间矢量调制方法，详细讨论了两电平逆变器的工作原理及空间矢量调制的基本原理，并给出一个具体的仿真实例，通过仿真，可以得出实际运行屮的电压、电流的波形，而且在文中给出了实例的电路原理图，使得对于空间矢量调制的原理得以更加清楚的认识。1.两电平电压源逆变器空间矢量调制1.1结构试图三相电压型逆变器电路原理图如图2.1所示。定义开关量a,b,c和庆/表示6个功率开关管的开关状态。当Gb或C为1时，逆变桥的上桥僭开关管开通，其

4、下桥僭开关管关断（即刀，//或/为0）；反之，当a,b或c为0时，上桥臂开关管关断而下桥臂开关管开通（即/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。对于不同的开关状态组合（abc）,可以得到8个基本电压空间矢量。各矢量为：out(2-1)则相电压匕n、心、Kn,线电压匕b、血、以a以及%«bc）的值如下表2-1所示（其中Sc为直流母线电压）。表2-1开关组态与电压的关系abcKnVbnKnKb%%000000000010025J3如/3仏/3%0仏010如32射3仏/

5、3%0c2天110Sc/3Sc/3•2U&J30Ude•Ude升001仏/3-t/dc/32Sc/30-UdeUdec・4穴右101%/3・25c/3%0c.5/r

6、皿011-2(/de/3U&3Udc/30%1110000000可以看出，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图2.11所示的攵平面，即可以得到如图2.13所示的电压空间矢量图。它们将复平面分成了6个区，称之为扇区。图2.2电压空间矢量与对应的（abc）示意图1.2SVPWM算法实现S

7、VPWM的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期Tpwm内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。本文采用电压矢量合成法实现SVPWMo如上图2.2所示，在某个时刻，电压空间矢量t/创旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量（久和（7k+1）和零矢量（J/。）在时间上的不同组合來得到。先作用的久称为主矢量，后作用的Uk+】称为辅矢量，作用的时间分别为厲和7k+i，t/（xx）作用时间为几。以扇区I为例，空间矢量合成示意图如图2.3所示。根据平衡等效原则可以得到下式：(2-3)TU

8、十U°(2-4)‘PWM‘PWM式中，TPTr几分别为,(/旳和零矢量血和Eh的作用时间，&为合成矢量与主矢量的夹角。图2.3电压空I'可矢量合成示意图%Uu2(2-5)要合成所紺的电压空间矢量，紺要计算石，T?,To，由图2.14可以得到:sin2”/3sin(/r13-0)sin0将式(2・29)及UQ=U^=2%3和丨t7olItI二5代入式(2-30)+,可以得到：T=^3-Tpv^{sin(彳_&)Sc》vT2=品首^丁代%、sin0(2-6)ScTo■◎(£_&))Ude6取SVPWM调制

9、深度M在SVPWM调制中，要使得合成矢量在线性区域内调制，贝f/oul=Um<2Udc/3,即旳“讴=2/巧=1.1547>1。由此可知,在SVPWM调制屮，调制深度最人值可以达到1.1547,比SPWM调制戢高所能达到的调制深度1高出0.1547,这使其直流母线电压利用率更高，也是SVPWM控制算法的一个主要优点。⑴判断电压空间矢量&讥所在的扇区u顽=幻<