《三电平空间电压矢量的PSIM仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三电平空间电压矢量的PSIM仿真（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三电平空间电压矢量仿真三电平空间电压矢量仿真一一. . 三电平的主电路结构三电平的主电路结构本方针三电平逆变电路的主回路采用二极管钳位型拓扑结构，如图 1 所示图 1 三电平逆变器主电路二二. . 三电平的仿真计算三电平的仿真计算2.1 三电平逆变器三电平逆变器 SVPWM 的的 - 计算方法计算方法三电平逆变器与两电平 SVPWM 逆变器在 SVPWM 调制原理上是一致的，但由于三电平逆变器需 要控制的矢量比两电平的多，算法也复杂。三电平逆变器的 SVPWM 算 法，主要包括参考矢量所在的扇区号的判断，开关矢量作用时间计算，及所选矢量作用顺序的确 定。三电平逆变器共有 27 个基本矢量可供选
2、择，整个空间电压矢量图划分为 6 个大扇区 36 个小 三角形区域(见图 2)。图 2 图 2 三电 平逆变器 SVPWM 算法区域划分 本文采用 - 极坐标计算法，整个算法的基本思想是：1，确定用来合成参考电压矢量的三个系 统内部电压矢量；2，参考矢量所在扇区及区域的判断；3，各个矢量作用时间的计算；4，确定实 际的开关矢量及其作用顺序。 （1） 参考电压矢量所在的大扇区的判断结合图 3.，由正六边形空间矢量图可以看出:其中，由上式可以转化为则 Vr 处于第扇区；同理，如果则 Vr 处于第扇区；同理，如果则 Vr 处于第扇区；同理，如果则 Vr 处于第扇区；同理，如果则 Vr 处于第扇区；同
3、理，如果则 Vr 处于第扇区； 对以上条件作进一步分析，上述判断方法可进一步简化。Vr 所在扇区由三式与 0 的关系决定，由此，可以定义变量定义三个变量 A，B，C，若 Vrl0，则 A=1，否则 A=0;若 Vr20，则 B=1，否则 B=0;若 Vr30， 则 C=1，否则 C=0。组合共有 8 种，但 A、B、C 不会同时为 1 或同时为 0，所以实际的组合是 6 种，令 N=A+2B+4C，A、B、C 的组合取不同的值对 应着不同的扇区，并且是一一对应的。N 与扇区数 sector 的对应关系如表 1。（2） 参考电压矢量所在小三角形区域的判断 每一个扇区又可以分为六个小区域。以第 I
4、 扇区为例，如图 4 所示。参考电压矢量 Vr 在轴和 轴上的投影分别为 V和 V，幅角为 ，则 V=Vrcos，V=Vrsin。（3）时间计算 判断出参考电压矢量所在的区域，根据NTV(Nearest Triangle Vectors)法则，也就找到了合成参 考电压矢量的三个基本矢量V1，V2，V3，连同参考电压矢量Vr一起，代入伏秒平衡方程组rSVTVTVTVT3132211STTTT321Ts为开关周期，解出T1，T2，T3即完成了三电平SVPWM算法对基本空间矢量作用时间的计算。整个 区域范围的基本矢量作用时间如表3所示： 区域T1T2T31)3sin(2SkTsin2SkT)3sin
5、(21 kTS2sin2SkT)3sin(21 kTS)3sin(2SkT3)sin21 (kTS)3sin(21 kTS 1)3sin(2kTS4)3sin(21 kTS 1)3sin(2kTS)sin21 (kTS5)3sin(1 2 kTS 1)3sin(2kTSsin2SkT6)3sin(1 2 kTS)3sin(2SkT) 1sin2(kTS1)3sin(2SkT)3sin(21 kTSsin2SkT2sin2SkT)3sin(2SkT)3sin(21 kTS3)sin21 (kTS 1)3sin(2kTS )3sin(21 kTS4)3sin(21 kTS)sin21 (kTS 1
6、)3sin(2kTS5)3sin(1 2 kTSsin2SkT 1)3sin(2kTS6)3sin(1 2 kTS) 1sin2(kTS)3sin(2SkT1)3sin(2SkTsin2SkT)3sin(21 kTS2sin2SkT)3sin(21 kTS)3sin(2SkT3)sin21 (kTS)3sin(21 kTS 1)3sin(2kTS4)3sin(21 kTS 1)3sin(2kTS)sin21 (kTS5)3sin(1 2 kTS 1)3sin(2kTSsin2SkT6)3sin(1 2 kTS)3sin(2SkT) 1sin2(kTS1)3sin(2SkT)3sin(21 kT
7、Ssin2SkT2sin2SkT)3sin(2SkT)3sin(21 kTS3)sin21 (kTS 1)3sin(2kTS)3sin(21 kTS4)3sin(21 kTS)sin21 (kTS 1)3sin(2kTS5)3sin(1 2 kTSsin2SkT 1)3sin(2kTS6)3sin(1 2 kTS) 1sin2(kTS)3sin(2SkT1)3sin(2SkTsin2SkT)3sin(21 kTS2sin2SkT)3sin(21 kTS)3sin(2SkT3)sin21 (kTS)3sin(21 kTS 1)3sin(2kTS4)3sin(21 kTS 1)3sin(2kTS)
8、sin21 (kTS5)3sin(1 2 kTS 1)3sin(2kTSsin2SkT6)3sin(1 2 kTS)3sin(2SkT) 1sin2(kTS1)3sin(2SkT)3sin(21 kTSsin2SkT2sin2SkT)3sin(2SkT)3sin(21 kTS3)sin21 (kTS 1)3sin(2kTS)3sin(21 kTS4)3sin(21 kTS)sin21 (kTS 1)3sin(2kTS5)3sin(1 2 kTSsin2SkT 1)3sin(2kTS6)3sin(1 2 kTS) 1sin2(kTS)3sin(2SkT表 3 时间分配表 进一步转换成利于 DSP
9、 运算的时间形式见表 4 区域T1T2T31sincos3SSkTkTsin2SkTsincos3SSSkTkTT2sin2SkTsincos3SSSkTkTTsincos3SSkTkT3sin2SSkTT sincos3SSSkTkTTsincos3SSSkTkTT4sincos3SSSkTkTTsincos3SSSkTkTTsin2SSkTT 5sincos32SSSkTkTTsincos3SSSkTkTTsin2SkT6sincos32SSSkTkTTsincos3SSkTkTsin2SSkTT 1sincos3SSkTkTsincos3SSSkTkTTsin2SkT2sin2SkTsi
10、ncos3SSkTkTsincos3SSSkTkTT3sin2SSkTT sincos3SSSkTkTTsincos3SSSkTkTT4sincos3SSSkTkTTsin2SSkTT sincos3SSSkTkTT5sincos32SSSkTkTTsin2SkTsincos3SSSkTkTT6sincos32SSSkTkTTsin2SSkTT sincos3SSkTkT1sincos3SSkTkTsin2SkTsincos3SSSkTkTT2sin2SkTsincos3SSSkTkTTsincos3SSkTkT3sin2SSkTT sincos3SSSkTkTTsincos3SSSkTkTT
11、4sincos3SSSkTkTTsincos3SSSkTkTTsin2SSkTT 5sincos32SSSkTkTTsincos3SSSkTkTTsin2SkT6sincos32SSSkTkTTsincos3SSkTkTsin2SSkTT 1sincos3SSkTkTsincos3SSSkTkTTsin2SkT2sin2SkTsincos3SSkTkTsincos3SSSkTkTT3sin2SSkTT sincos3SSSkTkTTsincos3SSSkTkTT4sincos3SSSkTkTTsin2SSkTT sincos3SSSkTkTT5sincos32SSSkTkTTsin2SkTsi
12、ncos3SSSkTkTT6sincos32SSSkTkTTsin2SSkTT sincos3SSkTkT1sincos3SSkTkTsin2SkTsincos3SSSkTkTT2sin2SkTsincos3SSSkTkTTsincos3SSkTkT3sin2SSkTT sincos3SSSkTkTTsincos3SSSkTkTT4sincos3SSSkTkTTsincos3SSSkTkTTsin2SSkTT 5sincos32SSSkTkTTsincos3SSSkTkTTsin2SkT6sincos32SSSkTkTTsincos3SSkTkTsin2SSkTT 1sincos3SSkTkT
13、sincos3SSSkTkTTsin2SkT2sin2SkTsincos3SSkTkTsincos3SSSkTkTT3sin2SSkTT sincos3SSSkTkTTsincos3SSSkTkTT4sincos3SSSkTkTTsin2SSkTT sincos3SSSkTkTT5sincos32SSSkTkTTsin2SkTsincos3SSSkTkTT6sincos32SSSkTkTTsin2SSkTT sincos3SSkTkT表 4 时间分配表其中 k 三电平逆变器电压空间矢量调制比:，其中是旋转电压矢量 Vr 的dcrdcr VVVVk323 32rV模长，为其旋转角速度。是电压矢量 V13 的模长，为直流母线电压。f2dcV32dcV（4）)空间电压作用顺序的确定 三电平逆变器 SVPWM 算法中，开关序列的选择应遵循以下原则： 为了保证每个桥臂只能同时有两个开关器件开通，要求在一个控制周期内，相邻的每相开 关状态不能突变，即不允许从叹”状态切换到代 1”状态，必须通过中间状态“0， ，来过渡: 为了优化开关频率，开关矢量应选择每次
