低开关频率下不对称空间矢量脉宽调制

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1、第47卷第5期电力电子技术Vo1．47，No．52013年5月PowerElectronicsMay2013低开关频率下的不对称空问矢量脉宽调制袁庆庆，伍小杰，吴强，朱洪顺(中国矿业大学，信息与电气工程学院，江苏徐州221008)摘要：降低功率器件开关频率是减少大功率变换装置损耗的主要途径，但这样会造成脉宽调制(PWM)环节输出谐波增加、电流畸变率增大，影响系统控制性能。针对目前各类优化的PWM策略在低开关频率时存在的诸多问题，提出了将不对称规则采样与空间矢量PWM(SVPWM)相结合的不对称SVPWM(ASVPWM)算法。在开关频率低至500Hz时

2、，输出电流总谐波畸变率(THD)较采用SVPWM算法时有所降低，且算法简单、动稳态性能优越。MaⅡab仿真及DSP实验验证了该调制策略的有效性与可行性。关键词：空间矢量脉宽调制；低开关频率；不对称规则采样中图分类号：TN787文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)05—0004—03AsymmetricSVPWMatLowSwitchingFrequencyYUANQing-qing，WUXiao-jie，WUQiang。ZHUHong—shun(ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou2

3、21008，China)Abstract：Switching~equencyreductionofthepowersemiconductorshasbeenbeinganimportantapproachtorealizetheenergy-savingandexhaust-reducingforthehighpowerconverters，whichmaycauseanundesiredharmonicdistor—tionoftheconverteroutput，andaffectthecontrolsystemperformance．There

4、aresomeproblemsoftheexistingopti-malpulsewidthmodulation(PWM)strategywhentheswitching~equencyislow，suchassteadyof—linesolution，CO—mplicatedalgorithmandSOon．Accordingtothese，thispaperproposesanewmodulationstrategycombinedwithasym—metricregularsamplingandthespacevectorPWM(SVPWM)．

5、WiththenewasymmetricSVPWM(ASVPWM)，theACcurrenttotalharmonicdistortion(THD)couldbereducedwhentheswitchingfrequencyis500Hzalongwithasimplealgorithmandanicedynamicperformance．Finally，MatlabsimulationandDSPexperimentalresultsverifytheefec-tivenessoftheproposedmodulationstrategy．Key

6、words：spacevectorpulsewidthmodulation；lowswitchingfrequency；asymmetricregularsamplingFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51077124)；GraduateStudentRe—searchInnovationProgramofJiangsuProvinceof2012(No．CXZZ12_0930)1引言优化PWM．此类优化算法存在只能实现稳态离线求解、算法较

7、为复杂等缺陷。随着电力电子技术的不断发展。大功率变换装文献【6】指出，用于固定开关频率的PWM算置在工业生产机械传动领域的应用日趋广泛【-z】。法可分为自然采样PWM，规则采样PWM，直接大功率传动中．降低功率器件开关频率可有效降PWM这三类。其中，自然采样PWM谐波输出性能低开关损耗且可增大大功率变换装置输出功率．但较好，但求解极复杂；目前应用较广泛的SVPWM也会造成一系列问题。目前，国内外学者对大功率是规则采样的一种．其实现简单．但与自然采样相变换装置低开关频率控制系统的研究，一类侧重比存在基带谐波系数较大的缺点；而不对称规则采于低开关频率下的

8、高性能控制策略，如文献[3—4]中样指在一个载波周期内设置两个采样点，输出谐基于复矢量解耦的新型电流调节器．