一种数字化SVPWM算法的研究-论文.pdf

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1、第42卷第4期福州大学学报(自然科学版)Vo1．42No．42014年8月JoumalofFuzhouUniversity(NaturalScienceEditionAug．2014DOI：10．7631／issn．1000—2243．2014．04．0570文章编号：1000—2243(2014)04—0570—07一种数字化SVPWM算法的研究王剑，许志红(福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350116)摘要：从逆变器交流侧各电压矢量之间的关系出发，根据SVPWM控制策略的基本思想，提出一种数字化的SVPWM算法，可以快速、准确地完成计算．利用PSCAD软件对采用不同

2、SVPWM算法的逆变器进行仿真研究，通过实验验证了该算法的有效性．关键词：空间矢量脉宽调制法；PSCAD；逆变器中图分类号：TM464文献标识码：AResearchonanoveldigitalSVPWMalgorithmWANGJian．XUZhi—hong(CollegeofElectricalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou，Fujian350116，China)Abstract：BasedontherelationshipofthevoltagevectoroftheinverterAC—sideandt

3、hebasicthoughtoftheSVPWMcontrolstrategy，thispaperpresentsanoveldistalSVPWMalgorithmthatismotepracticalandsimplerthantheothers．ThentheeffectivenessofthealgorithmiSverifiedbythesimulationoftheVS1withdifferentSVPWMalgorithmsusingPSCADandtheexperimentsbasedonDSP2812．Keywords：spacevectorpulsewid

4、thmodulation(SVPWM)；PSCAD；voltagesourceinverter在电力电子变换和控制领域中，逆变器的应用非常广泛．不仅是变频变压、变速传动的交流电动机和恒频恒压交流负载需要逆变器供电，在风力发电、太阳能电池、燃料电池和超导磁体储能等新能源系统中以及高压直流输电系统中，逆变器也是其中的重要环节J．采用SVPWM控制策略，以数字信号处理器为基础，可以在开关频率不高的情况下，用高电压利用率来改进输出电压波形，构成特性优良的逆变控制系统．传统SVPWM实现方法需要进行三角函数运算，极大地增加了处理器的运算负担J．有学者对传统SVPWM算法进行了改进，文献

5、[4—6]实现了数字化SVPWM算法，减小了算法的计算量，但仍需进行开方运算．为了进一步简化算法，文献[7]提出了一种基于调制函数的SVPWM算法，采用四则运算实现算法，然而其算法程序和理论仍较复杂．针对上述不足，本文提出了一种新的思路来实现SVPWM算法的数字方法，并利用PSCAD建立了相应的逆变器仿真模型，通过仿真与实验的对比研究验证了所提算法的有效性和可行性．1SVPWM数字计算法假设逆变器期望输出的各相电压为：“a=UmCOS(．Ot=⋯(一)(1)。=cos()收稿日期：2013—06—19通讯作者：许志红(1963一)，教授，主要从事智能电器及其在线监测研究，64

6、1936593@qq．corn基金项目：福建省科技厅重点项目(2011H0018)第4期王剑，等：一种数字化SVPWM算法的研究·571·式中：为相电压基波幅值；角频率=2，_厂为基波电压频率，取5OHz．对式(1)进行Clarke变换，可将电压由三相坐标系转换成两相静止坐标系：酬一一湘J：(2)二则期望电压合成矢量U=+是幅值为、以角速度为to沿逆时针匀速旋转的空间矢量．由式(1)和式(2)可得到相应线电压表达式为：fub=√3UCOS(tot+~r／6)=√3(J3U一)／2{l一一⋯b=√3UCOS(tot一~r／2)=√3％L3l一一=√3cos(tot+51T／6)

7、=一√3(√3+)／2三相电压型逆变电路结构及其PWM等效电路如图1(a)所示．令SS和分别表示逆变器三相桥臂的开关状态，1表示上桥臂导通，0表示下桥臂导通．则根据各桥臂开关状态的不同，形成8个基本电压矢量，其中～为有效电压矢量，和为零电压矢量．图1(b)为电压型逆变器的空间矢量分布，六个有效电压矢量将平面分成了6个扇区，逆变器的输出能力被限制在边长为2U。／3的矢量六边形之内．可用基本电压矢量的加权平均来合成期望输出的电压矢量．图中u和扪。分别为对应相电压和线电压的矢量空间分布，其中线电压矢量。分别与