关键字 |
| 多电平逆变器、脉冲宽度调制、空间矢量脉冲宽度调制,正弦脉冲宽度调制。 |
介绍 |
| 许多近年来工业应用要求更高的动力装置。一些中压电动机驱动器和实用应用程序需要中压和兆瓦功率。引入了一个多级电源转换器结构作为替代高功率和中压情况随后,几个多级转换器拓扑已经开发出来。多级转换器不仅达到高功率等级,还支持可再生能源的使用。三级逆变器拓扑的优点超过传统的两级拓扑是1)通过开关的电压只有一个一半的直流电压源的开关频率可以减少2)相同的切换损失3)更高的输出电流谐波降低开关频率相同。 |
| 级联H桥逆变器的优点是减少开关计数和更有效的利用自然切换的速度和voltage-blocking特性使用不同类型的电力电子器件。最常见的策略用于级联H桥逆变器移相载波PWM,提供改进的谐波性能当每个单相逆变器控制使用三级调制[1]。虽然级联H桥逆变器有一个固有的自平衡能力,因为损失的电路元件和控制器分辨率有限,会发生轻微的电压不平衡。简单的控制块和PI调节器调整触发角,确保零稳态误差之间的参考直流电压和直流母线电压可以确保直流电压平衡,无功和谐波补偿[2]。自动电压平衡可以通过提供电压级联H桥逆变器通过使用高频链接,生成所有的隔离直流供应。因此低和常数(THD操作范围可以获得[3]。级联H桥多电平逆变器可用于高功率应用程序与小说MMC-based频率改变转换方案[4]。多电平逆变器的调制方法可分为根据开关频率。现有的系统空间矢量PWM控制部门人数较少而提出的系统使用的行业数量更野 |
脉冲宽度调制 |
| 逆变器的直流输入“碎”逆变器的开关设备(双极晶体管、晶体闸流管、Mosfet、IGBT…等)。的振幅和谐波内容交流波形控制通过控制开关的工作周期。这是基本的脉宽调制(PWM)技术。有几个PWM技术各有自己优点和缺点。在下面的部分中简要描述basicPWM技术。认为PWMtechniques有: |
| 1)正弦脉宽调制 |
| 2)滞后电流控制 |
| 3)空间矢量脉宽调制 |
| 答:正弦脉宽调制 |
| 最受欢迎的是sinusoidalPWM PWM方法。在这种方法中一个三角形(载体)波iscompared desiredfundamental频率的正弦波和两个信号的相对水平是用来确定脉冲widthsand控制设备的开关在每个phaseleg逆变器。 |
| b . Hysteresis-band电流控制 |
| 在hysteresis-band电流控制的实际电流跟踪命令的形式电流在一个滞后乐队。在这种方法的参考电流波相比,实际电流波从而产生当前错误当当前误差超过一个预定义的滞带,在网格上开关是关闭的和较低的开关打开。随着当前误差低于磁滞带,相反的转换。磁滞带电流控制的原理见图3。Hysteresis-band电流控制是非常popularbecause实现简单,快速transientresponse,直接限制设备的峰值电流和实际不敏感,因为消除任何额外的currentcontrollers机器参数。然而,PWM频率不是fixedwhich导致最优谐波脉动inmachine电流。 |
| 空间矢量脉冲宽度调制 |
| 空间矢量脉宽调制是指一个特殊switchingscheme六个功率半导体开关三相电源转换器。空间vectorPWM (SVPWM)已经成为一种流行的三相PWMtechnique voltagesource逆变器等疏忽感应andpermanent永磁同步电机的控制。Thementioned缺点的正弦PWM andhysteresis-band电流控制减少通过这些技术。而不是使用一个单独的modulatorfor每个三个阶段的复杂的参考电压vectorsprocessed作为一个整体。因此,interactionbetween三个运动阶段。协会所示,SVPWM生成少harmonicdistortion在两个输出电压和电流应用于交流电动机的阶段并提供moreefficient使用comparisonwith电源电压的正弦调制技术。 |
空间矢量PWM的软件实现 |
| 空间矢量脉宽调制可以通过以下步骤实现: |
| 1)确定,和角(Vd、Vq Vref,α)。 |
| 2)确定时间T 1 t2t0 |
| 3)确定每个MOSFET的开关时间 |
| 1)Vd、Vq Vref,角(α)可以从以下步骤确定 |
| 电压向量α和β轴可以被描述为: |
 ................. (1) |
| 大小和角度的参考向量: |
 .............. (2) |
 ................. (3) |
| 2)确定时间T1, T2, T0 |
| 的切换时间T1, T2, T0如下所示 |
 ........... (4) |
 .............. (5) |
 ............. (6) |
3)确定每个MOSFET的开关时间 |
结果和讨论 |
| 调制技术的主要目的是获取变量输出最大基本组件最小谐波。脉冲宽度调制技术的目标是增强基本输出电压和三相电压源逆变器的谐波含量减少。摘要空间矢量脉宽调制技术对不同水平比较而言,总谐波失真(THD)。 |
多电平逆变器的参数 |
| 一个模拟空间 |
| 空间矢量脉宽调制是一种先进的技术用于变频驱动的应用程序。它利用直流总线电压更有效和产生更少的THD的三相级联H桥逆变器。空间利用混沌变化的开关频率谐波一直蔓延到宽带区域,这样可以减少谐波峰值。模拟进行了不同调制指数在0和1之间。终于在fivel水平改善了SVPWM的性能,与12个部门三个层面逆变器相比,6个部门。 |
| 空间矢量脉宽调制逆变器的框图美联储RL负载如图5所示。 |
| 在SVPWM方法,使用循环引用提供了参考电压矢量。在这种情况下基本组件的大小和频率控制的线路侧的大小和频率,分别参考电压的向量。更有效地利用直流总线电压空间矢量调制和产生更少的谐波失真在三相电压源逆变器逆变器和多水平。 |
| 五个级别的框图级联H桥逆变器使用空间矢量脉冲宽度调制图12所示 |
| 上面的框图说明软件实现级联H桥逆变器的空间矢量脉宽调制。3级和5级的波形级联H桥逆变器图8和图9所示 |
| 三个级别的级联H桥逆变器的相电压无花果8图8所示。 |
| 五个级别的级联H桥逆变器的相电压图9所示 |
| 3和5的FFT分析水平级联H桥逆变器withSVPWM图10所示,图11所示。我们五个级别的官多电平逆变器产生的14.38%相比,三个水平的26.44% |
结论 |
| 空间矢量调制技术已成为最受欢迎的和重要的三相电压源逆变器的PWM技术控制交流感应,无刷直流,开关磁阻和永磁同步电机。本文首先比较分析空间矢量PWM的不同领域。仿真研究表明,SVPWM官给13.58%,7个水平为26.4%,三级级联H桥inverterenhanced基本输出更好的质量即官小SVPWM相比。SVPWM实现的MATLAB / SIMULINK仿真软件。空间利用改变载波频率谐波不断传播到宽带区域,从而减少谐波峰值 |
表乍一看 |
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| 表1 |
表2 |
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数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
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| 图5 |
图6 |
图7 |
图8 |
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| 图9 |
图10 |
图11 |
图12 |
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引用 |
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