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国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

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基于分形的空间矢量脉宽调制逆变器三个水平

S.Jeyaseeli
助理教授,EEE称,V V工程学院,Tisaiyanvilai Tamilnadu、印度
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文摘

本文提出一种空间矢量脉宽调制技术的基础上提出了分形方法进行多级逆变器。这里分形结构的属性一起简单的分形算法是利用生成SVPWM。该方法不使用任何查找表的部门鉴定。交换空间向量也直接决定不使用任何查找表。模拟方法,使用MATLAB / Simulink进行逆变器三水平。该方案可以扩展到n层逆变器,和一个通用的算法

关键字
分形、多电平逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)。

介绍
多级逆变器近年来受到极大的关注。介绍了在一些报纸,无数的拓扑和广泛的研究工具,牵引力和驱动应用程序。这些逆变器适用于高压的应用程序,因为他们的能力与更好的谐波频谱合成输出电压波形,达到更高的电压与有限的最大设备评级[2]。此外,输出波形的谐波含量降低逆变器的数量水平显著增加,两种主要的方法多电平逆变器的PWM生成sine-triangle PWM变频调速)和空间矢量脉宽调制(SVPWM) [3]。SVPWM涉及合成参考电压空间矢量的切换三最近的电压空间矢量变频调速中涉及的比较参考信号的水平移动运营商生成PWM脉宽调制的两个主要技术代sine-triangle多级逆变器的脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)多级变频调速涉及的比较参考信号的水平移动运营商产生PWM信号。SVPWM涉及合成参考电压空间矢量的切换在最近的三个电压空间向量[4],[5]。PWM实现的空间被认为是一个更好的技术,由于其关联优势如下:1)更好的基本输出电压;2)更好的谐波性能;和3)容易实现数字信号处理器和微控制器。
SVPWM的实现涉及以下:1)识别的部门的参考向量;2)确定的三个最近的电压空间矢量;3)确定每个开关电压空间向量的时间;4)选择一个优化的开关序列。
该方法使用简单的算法来确定部门和不需要查找表。开关向量也直接决定使用简单的算法,因此不需要查找表。每个开关电压空间向量的所有冗余状态也不使用查找表的自动生成。

分形
任何发展的基本结构通过将自己分成结构类似于分形结构。分形是一个支离破碎的几何形状,可以分成部分,每个人一份整个由一个名为自相似的属性。它在计算几何是一种强大的工具,所以在许多现代图形应用程序中使用。分形是一个永无止境的模式,在不同尺度的重演。这个属性被称为“自相似”。分形是极其复杂的,有时是无限复杂——这意味着你可以放大永远相同的形状。令人惊讶的是,分形是非常简单的[1]。分形是由一次又一次地重复一个简单的过程。下面给出某些类型的分形。
我自然分形。
二世。几何分形。
三世。代数分形。
第四,数学分形。

SIERPINSKI三角形
的基本结构,这是一个三角形,转换通过进一步分裂成更小的三角形。从这一点来看,多电平逆变器的开关电压空间矢量表示具有分形结构的基本结构是一个三角形。分形理论中分形结构以三角形为基本结构,分为四个小三角形区域,加入了三角形的边的中点,叫做sierpinski三角形。
四。该方法通过分形生成多级逆变器的PWM
SVPWM的实现包括以下四个阶段:
一)部门鉴定;
B)确定切换电压空间矢量;
C)测定每个决定的时间切换电压空间矢量;和
D)确定一个最佳的切换序列。

部门识别和开关矢量的决心
部门识别决定了包含的三角形空间矢量的参考。在拟议的方法中,部门识别是通过使用重复的三角化的原则。三角形的顶点(部门)代表的位置切换电压空间向量用于合成空间矢量的引用。三个参考相电压瞬时值的Va、Vb, Vc,(α,β)确定电压空间矢量的坐标。(α,β)组件的空间
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三角形的重心接近空间向量ΔA11A12A13的参考。
部门确认,逆变器状态对应的开关矢量位于顶点识别部门也同时产生。六边形的顶点形成的外围是一样的向量等效两级逆变器,有一个等边三角形的重心的坐标可以确定的平均坐标的三个顶点。由一个向量的长度4(图2)。
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开关矢量时间计算
下一阶段在生成SVPWM方法包括确定电压空间向量的时间位于顶点确定部门的转移。的持续时间的确定,操作开关电压空间向量的简化映射的部门确认附上参考空间矢量部门两级逆变器。的映射确定部门的部门两级逆变器是通过映射的三个向量确定部门实际零向量在逆变器的电压空间矢量表示。摘要向量选择映射到实际零向量称为虚拟零向量。向量的大小之和的最小值α和β坐标选择是虚拟零向量为特定部门。大小的总和的α和β坐标表示的总偏移向量从实际零向量。因此,选择虚拟零向量向量至少抵消从零向量。第三个向量的持续时间(T0),即虚拟零向量,也决定。从确定T0、T1和T2,实际的逆变器的腿切换时间,指定为Tga,板,和Tgc决定[12]。板,Tga和Tgc信号用于生成三个PWM_A PWM信号,PWM_B和PWM_C分别。
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优化切换序列的选择
一旦确定开关向量和各自的时间计算,那么向量转换在一个最优序列,这样只有一个开关时逆变器改变其状态。在空间矢量脉宽调制技术,最优的切换的实现是通过使用冗余状态零矢量交替切换周期。本文最优冗余切换开关的实现是通过使用两个州各自的虚拟零矢量交替周期。每一个部门,电压空间向量的转换开始和结束的冗余状态虚拟零向量。因此,在本文中,最佳切换序列是通过采用这样一种战略选择的开关状态可用冗余的虚拟零向量。这个简单的策略选择开关状态从可用的冗余状态达到最佳切换在每一个部门,因此不需要查找表。

过调制地区
在调制地区部门鉴定,开关矢量的决心,和决心的虚拟零向量部门封闭参考空间矢量是通过利用前面解释的策略。可能会指出,在超调变,在两级逆变器的情况下,零向量将不会交换,在多级逆变器的情况下,虚拟零向量将不会交换共享,这样整个采样周期只有两个向量。这个原则是用来检测过调制区,后映射到二级变频六边形,T1和T2时间被修改以便Ts = T1和T2 [6] - [9]。如果检测到过调制(即。,if T0 < 0), the durations of the nonzero switching vectors are modified from T1 and T2 to T|1 and T|2, respectively, as
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逆变器配置
生成SVPWM方案的多级逆变器可以应用于任何广义逆变器配置中性点夹、h桥配置,电容器夹逆变器,和开放的端绕组。
逆变器的配置是通过喂养的感应电动机绕组的两端由两两级逆变器[11]。的逆变器I和II零水平之间切换和Vdc / 2,导致三个电压水平在电动机的绕组−Vdc / 2, 0, + Vdc / 2。三个电压水平使用数字来表示0,1,2。

逆变器的腿算法计算n层逆变器开关时间
1)阅读相电压的瞬时振幅。
2)确定瞬时参考空间向量的坐标。
3)正常参考空间向量的坐标通过部门VDC / n−1。
4)确定三角地区封闭的标准化参考空间矢量等效两级逆变器。
5)确定r,即数量的迭代步骤6)9)。6)步骤9)反复应用于三角地区在步骤4)。(7)中给出了r。
6)执行中确定三角形区域上的三角化步骤4)。
7)确定的四个三角形的重心由(7)和(8),也确定了三角形质心接近规范化参考空间向量。
8)如果应用程序的数量的步骤6)9)r,去第11步);别的,步骤6)。
9)三角形最后决定在第9步)代表三角形(部门)封闭空间矢量的引用。
10)选择虚拟零向量的向量位于顶点识别领域。
11)减去虚拟零向量的坐标的坐标确定部门。
12)确定每个开关电压空间矢量的时间使用常规二级变频的方程。
零向量T0的持续时间= Ts−(T1和T2)。如果T0 < 0,则跳转到步骤13);14),去一步。
13)T0 < 0意味着过调制。T1和T2修改根据(9)和(10)。
14)确定逆变器使用T1和T2腿切换次数,并生成PWM。
15)步骤1)。

仿真结果
本文提出的系统是模拟使用仿真软件和模拟电力系统工具箱。提出了SVPWM方案的模拟电路如图3所示。逆变器仿真电路的三个水平,该行业识别如图4和图5所示。三个级别的逆变器输出波形和部门输入波形如图6和图7所示。
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结论
本文提出的方法为多级生成SVPWM逆变器使用分形结构。该方法利用分形的特征表示和分形算法的简单性。部门识别算法不需要查找表,和逆变器开关状态对应部门同时生成以及部门鉴定。最优切换的向量也不使用查找表来实现。模拟方法,使用MATLAB / Simulink进行。

引用