《310编号电力电子SVPWM五段法仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《310编号电力电子SVPWM五段法仿真（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、SVPWM 的的 MATLAB 仿真实现仿真实现 【仿真要求说明】【仿真要求说明】 利用 MATLAB 中 Simulink 产生 DPWM2 普通五段法的 SVPWM 的 PWM 波形， 其中调制比 m 作 为输入变量，在 60s 内 m 从 0 线性增加到 1.154。另外基波频率 50Hz，PWM 频率 10KHz。 【仿真设计说明】【仿真设计说明】 1. 将三相正弦参考电压变换为空间参考矢量1. 将三相正弦参考电压变换为空间参考矢量 三相正弦参考电压频率与基波频率相同为 50Hz， 将三相电压通过三二变换得到空间参考 矢量，三二变换的公式如下： 0 11 1 22 233 =0 322
2、 111 222 a b c VU VU U V 在 simulink 中生成的子系统模块框图如下： 2. 确定参考矢量所在扇区2. 确定参考矢量所在扇区 对于空间扇区编号如下： 首先定义三个变量的值： ； ； 1A UV 1 31 22 B UVV 1 31 22 C UVV 当三个变量的值分别为正时，对应变量 A,B,C 的值是 1，否则为 0，则，23SABC 计算得到的 S 的值和扇区标号的对应关系如上图所示。 为了方便在仿真过程中， 采用 S 的值 作为扇区标号。 Simulink 中用于判断扇区所搭建的模块框图如下所示： 通过示波器观察输出 S 的波形如下： 通过上图结果可以看到，
3、扇区切换的顺序为 2,3,1,5,4,6即矢量图中的逆时针顺序。 3. 合成参考矢量时扇区两矢量的作用时间计算3. 合成参考矢量时扇区两矢量的作用时间计算 对于每一个扇区，存在两个相邻的空间基本矢量（每一种开关状态对应一种空间基本矢 量） ，先假设在一个 PWM 周期中，扇区逆时针方向上方的矢量作用的时间是，另一个矢量 1 T 作用的时间为。根据 SVPWM 的等效原理，两个矢量和时间的乘积得到的两个矢量合成对 2 T 应的空间旋转矢量。 下面通过对于扇区标号为 3 的扇区的时间计算进行举例说明时间计算方 法： 如上图所示，就是空间旋转矢量，由上面的关系可以得到： out U 故 ，所以得到：
4、 10260outPWM UTTUTU 1 10 PWM T UU T 2 260 PWM T UU T , 12 060cos 3 PWMPWM TT uUU TT 2 60sin 3 PWM T uU T 通过简单求解可以得到： ， 1 3 =( 3uu ) 2 PWM dc T T U 2 3 =u PWM dc T T U 同样可以计算其他几个扇区的两个矢量的作用时间，得到结果汇总如下： S123456 1 T Y-X-ZZX-Y 2 T ZYX-X-Y-Z 其中， 3 X=u PWM dc T U 3 Y=( 3uu ) 2 PWM dc T U 3 Z=(3uu ) 2 PWM d
5、c T U 在仿真中该部分内容由下面的子系统实现： 上面两个子系统模块中， 第一个用来计算 X,Y,Z 的值， 第二个利用 X,Y,Z 的值分扇区地计算 每个扇区的的值。 1 T 2 T 4. 一个 PWM 周期中基本矢量作用的切换时间点4. 一个 PWM 周期中基本矢量作用的切换时间点 本次仿真采用 DPWM2 方式，该方式下每个扇区的零矢量选取如下所示： 所以根据波形对称和每次开关状态只能变化一个的要求得到不同扇区的开关状态的切换 （即 A,B,C 三相的波形）如下表所示： 扇区12 A1000111011 B1101100000 C0000010001 扇区34 A1111100000
6、B0111010001 C0010011011 扇区56 A0111001110 B1111100100 C0010011111 由上面结果看出， 每个扇区中一个 PWM 周期中第一个出现的开关状态都是上面假设的作用时 间为的那个矢量。 1 T 计算出来的切换时间最终会与下面所示的三角波进行比较产生 IGBT 的控制信号： 所以通过设计得到不同扇区的等效调制波的取值如下所示(Tpwm=T)： S123 Tcmp10.25T-0.5T10.25T-0.5T1-0.5T2-0.25T Tcmp20.25T-0.5T1-0.5T20.25T0.5T1-0.25T Tcmp30.25T0.25T-0.
7、5T10.5T1+0.5T2-0.25T S456 Tcmp10.25T0.5T1+0.5T2-0.25T0.5T1-0.25T Tcmp20.25T-0.5T1-0.25T0.5T1+0.5T2-0.25T Tcmp30.25T-0.5T1-0.5T20.5T1-0.25T-0.25T 该部分在 simulink 仿真中用下面的子系统模块进行实现： 5. 通过与三角波进行比较得到控制信号5. 通过与三角波进行比较得到控制信号 通过将上面得到的 Tcmp1，Tcmp2，Tcmp3 和上面说到的三角波信号进行比较，可以得到 IGBT 门极控制信号。该部分的模块如下所示： 6. 最终的仿真原理图6
8、. 最终的仿真原理图 用上面得到的控制信号一同控制 IGBT 的门极，逆变器负载取阻感性负载，得到的最终 的完整电路图如下所示： 【仿真结果分析】【仿真结果分析】 由于仿真要求调制比在 60s 内从 0 线性增加到 1.154， 但是由于 simulink 无法进行 60s 长时间的仿真， 故采用在时间模块 CLOCK 上加常量的形式来取 60s 内的一段进行仿真 （调制 比仍随着时间在 0 到 60s 内线性递增） 。 下面取几个不同的时间段进行说明： t=10s 时，调制比为 0.192t=10s 时，调制比为 0.192 等效调制波形如下所示： PWM 波形如下所示（相电压）： 线电压如下： 负载为阻感性负载时的相电流为： t=45s 时调制比为 0.8655t=45s 时调制比为 0.8655 等效调制波： PWM 相电压波形： PWM 线电压波形： 电流波形： t=60s 时调制比为 1.154t=60s 时调制比为 1.154 调制波波形： PWM 相电压波形： PWM 线电压波形： 相电流波形： 【实验总结与收获实验总结与收获】 1. 最后得到的 PWM 波形与课上所讲的相同，并且电流为正弦，并且通过示波器可以观察到 周期为 50Hz，所以实验结果是正确的； 2. 通过本次仿真，我对于 SVPWM 算法的原理与实现方法有了深刻的了解。
