基于SVPWM三相并网逆变器仿真教程分析.docx

基于SVPWM三相并网逆变器仿真报告 PAGE \* MERGEFORMATI 目 录  TOC \o 1-3 \h \z \u  HYPERLINK \l _Toc410061452 1. SVPWM逆变器简介  PAGEREF _Toc410061452 \h 1  HYPERLINK \l _Toc410061453 2. SVPWM逆变器基本原理  PAGEREF _Toc410061453 \h 2  HYPERLINK \l _Toc410061456 2.1. SVPWM调制技术原理  PAGEREF _Toc410061456 \h 2  HYPERLINK \l _Toc410061457 2.2. SVPWM算法实现  PAGEREF _Toc410061457 \h 5  HYPERLINK \l _Toc410061458 3. SVPWM逆变器开环模型  PAGEREF _Toc410061458 \h 9  HYPERLINK \l _Toc410061460 3.1. SVPWM逆变器开环模型建立  PAGEREF _Toc410061460 \h 9  HYPERLINK \l _Toc410061461 3.2. SVPWM逆变器开环模型仿真分析  PAGEREF _Toc410061461 \h 12  HYPERLINK \l _Toc410061462 4. SVPWM逆变器闭环模型  PAGEREF _Toc410061462 \h 14  HYPERLINK \l _Toc410061464 4.1. SVPWM逆变器闭环模型建立  PAGEREF _Toc410061464 \h 14  HYPERLINK \l _Toc410061465 4.2. SVPWM逆变器闭环模型仿真分析  PAGEREF _Toc410061465 \h 15  PAGE \* MERGEFORMAT16 SVPWM逆变器简介 三电平及多电平空间矢量调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)法是建立在空间矢量合成概念上的PWM方法。它以三相正弦交流参考电压用一个旋转的电压矢量来代替，通过这个矢量所在位置附近三个相邻变换器的开关状态矢量，利用伏秒平衡原理对其拟和形成PWM波形。空间矢量调制方法在大范围调制比内有很好的性能，具有很小的输出谐波含量和较高的电压利用率。而且这种方法对各种目标的控制相对容易实现。 SVPWM技术源于三相电机调速控制系统。随着数字化控制手段的发展，在UPS/EPS、变频器等各类三相PWM逆变电源中得到了广泛的应用。与其他传统PWM技术相比，SVPWM技术有着母线电压利用率高、易于数字化实现、算法灵活便于实现各种优化PWM技术等众多优点。 SVPWM逆变器基本原理 SVPWM调制技术原理 SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期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。在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。两个矢量的作用时间可以一次施加，也可以在一个采样周期内分多次施加，这样通过控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转，就可以使逆变器输出近似正弦波电压。 SVPWM实际上是对应于交流感应电机或永磁同步电机中的三相电压源逆变器功率器件的一种特殊的开关触发顺序和脉宽大小的组合，这种开关触发顺序和组合将在定子线圈中产生三相互差120°电角度、失真较小的正弦波电流波形。实践和理论证明，与直接的正弦脉宽调制(SPWM)技术相比，SVPWM的优点主要有： (1) SVPWM优化谐波程度比较高，消除谐波效果要比SPWM好，实现容易，并且可以提高电压利用率； (2) SVPWM比较适合于数字化控制系统。 目前以微控器为核心的数字化控制系统是发展趋势，所以逆变器中采用SVPWM应是优先的选择。 对称电压三相正弦相电压的瞬时值可以表示为： (2.1) 其中Um为相电压的幅值，ω=2πf为相电压的角频率。图2.1为三相电压的向量图，在该平面上形成一个复平面，复平面的实轴与A相电压向量重合，虚轴超前实轴，分别标识为Re、Im。在这个复平面上，定义三相相电压ua、ub、uc合成的电压空间矢量为： (2.2) 图2.1 电压空间矢量 三相电压型逆变器电路原理图如图2所示。定义开关量a，b，c和a，b，c