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1、两电平三相逆变器控制方法两电平三相逆变器控制方法黄洋（上海大学 机自学院）摘要：目前三相逆变器的控制方法主要采用的是PWM控制，根据两电平三相逆变器的工作原理，经过比较, 选择空间矢量PWM控制。了解其控制原理，通过合理地选择、安排开关变量（开关器件的通断状态）的转换 顺序和通、断持续时间，利用特定位置的电压空间矢量和零矢量合成任意空间矢量，可以调控三相输出电 压的大小和相位，以实现两电平三相逆变器的 PWM 控制。关键词：空间矢量PWM控制；三相逆变器Control methods of two-level and three-phase inverterHuang yang(Shangha
2、i University)Abstract:At present, the three-phase inverters control methods mainly adopt the PWM. According to the two-level and three-phase inverter s working principle, we choose the Space-vector PWM After understand its control principle, we can control and adjust the amplitude and phase of three
3、-phase output voltage, which used specific position voltage space-vector and zero-vector to synthesize arbitrary space-vector by select and arrange the switch variables (Switch devices On-Off states) reasonably. Therefore, we can achieve the control of two-level and three-phase inverter.Key words: S
4、pace-vector PWM; three-phase inverter1 引言 逆变器是一种将直流电压变换成交流电压 的装置。依据不同的分类规则，逆变器有多种分类方式。根据直流环节直流电源性质的不同，可以分为电压源型和电流源型；根据相数又可以分 为单相、三相和多相；另外根据逆变器的主电路 结构又可以分为简单两电平逆变器、多电平逆变器和多重化逆变器。PWM技术可以用于电压型逆变器，也可以用 于电流型逆变器，它对逆变技术的发展起了巨大 的推动作用。它具有以下显著优点：(1)电路简单，只用一个功率控制级就可以调节电压和频率。(2)可以使用不可控整流桥，使系统对电网的功率因数与逆变器输出电压值无关
5、。可以同时进行调频、调氐与中间直流环节的元件参数无关，系统的动态响应速度快。(4)可以获得更好的波形改善效果。正是由于这些优点，使PWM技术在当今逆变器控制领域占据了绝对的主导地位。2三相逆变器简介目前比较流行的两电平三相逆变器是两电 平电压型三相逆变器，它的主电路结构为桥式拓 扑，电路图如图1所示，图1 两电平电压型三相逆变器主电路图如上图所示，有三个桥臂，每个桥臂上下两 个开关管不能同时导通，且任意时刻都有三个开 关管同时导通。当T1导通T4关断时，节点A接于 直流电源正端，Van二Vd/2;当T4导通T1关断时， 节点A接于直流电源负端，Van二-Vd/2。同理，B 和C点也是根据上下管
6、导通情况决定其电位的。每相输出相电压有两个电平，其它两相情况相同，因此这种结构的逆变器也称为三相两电平逆 变器。3.三相逆变器PWM控制方法两电平的三相逆变器PWM控制目前应用比较 广泛的是SPWM控制和空间矢量PWM控制。采用 SPWM控制时，输出的波形好，但是开关频率高,开关损耗大，且直流电压利用率较低(0.707)。所以本文主要 讲的控制方法就是空间矢量PWM控制。3.1三相逆变器电压空间矢量PWM控制原理 图1所示的两电平三相逆变器实际上共有 8 种开关状态。定义三相的开关函数分别为Sa, Sb, Sc。当A相桥臂T1导通T4关断时Sa=1，当T1关断 T4导通时Sa=O; Sb, S
7、c的定义同Sa。用三相开关 函数的组合可以表示8组开关状态的控制字,分 别为0(000), 1(001), 2(010),3(011), 4(100), 5(1O1), 6 (11O), 7(111)。设三相交流系统各相电压为：VAN(Wt)=VlrnC0SWtVBN(3t)=VimCS(3t-12。)VcN(3t)= V|mCOS(3t-240。)(1)其中v为相电压基波幅值。(1)式中三个相 lm电压瞬时值可以用一个以角速度3 = 2M 在空间旋转的电压矢量V = Vd + jVq在A、B、C 各相轴线上的投影表示。经过计算可以得到：vdVq-1-1VAN22V KT血BNLV22CNrl23L式(2)即为三相A、B、C变量变成两相d、q变量的变换式。 以上每一种开关状态对应一组确定的 A、 B、 C 各相电压和线电压瞬时值。但是，在 0(000)和7(111)，即三个桥臂下管全部导通和上管全部导通时，三相逆变器的输出电压为零，称为零态，对应的矢量V。和V7为零矢量。其余六个v1,v2v3,v4,v5,v6为非零矢量。根据开关变量的定义，可以得到线电压与开关函数的关系：1-1-111LS0
