在线刊号(2278-8875)印刷版(2320-3765)
Himanshu Doraya1,理查德·帕尔玛2, Mal Chand sharma3.,比普尔·库马尔4,
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有关文章载于Pubmed,谷歌学者 |
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本文介绍了一种名为空间矢量脉冲宽度调制的技术,并描述了这种技术可以大大降低总谐波失真。本文设计了MATLAB/Simulink模型,并对结果进行了讨论。
关键字 |
SVPWM,逆变器 |
介绍 |
在电力系统应用中,输出失真是一个主要问题。为了缓解这种情况,使用了不同的方法。随着固体电力电子器件的进步,各种脉冲宽度调制(PWM)技术已被开发用于工业应用。安绍良,孙向东,成员,IEEE,张琪,钟燕茹,任碧英等人对SVPWM技术进行了研究,并对总谐波失真的降低进行了进一步的研究和探讨。PWM是一种在一系列脉冲中传输信息的方法,其中正在传输的数据以传输脉冲的宽度进行编码。在空间矢量脉宽调制技术中,占空比是计算出来的,而不是像正弦脉宽调制那样通过比较得到的。与SPWM相比,SVPWM技术的基本成分提高了27.39%。本文论述了空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)的研究。仿真结果表明,SVPWM技术比PWM技术具有更低的总谐波失真。 |
SVPWM技术 |
在空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术中,占空比是计算出来的,而不是像正弦脉宽调制那样通过比较得到的。空间矢量脉宽调制的主要概念是将二维平面分成六个相等的区域,称为扇区。 |
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每个扇区由四个向量Vi,Vi+1确定,其中i∈{1-5}这些向量称为有源向量,因为当这些向量应用于电源模块的输出电压时,将大于零,即其中一个开关Sa, Sb, Sc将不会断开。 |
另外两个矢量V0和V7被称为非活动矢量,因为所有开关都将关闭或打开。SVPWM的基本原理是基于一个三相逆变器的八个开关组合。开关组合可以用二进制码表示,分别对应逆变器的顶部开关S1、S3和S5,如图所示。每个开关电路产生三个独立的极电压![]() |
因此,三相逆变器由6个开关和8个逆变器配置控制。八个逆变器状态可以转换成八个相应的空间向量。在每种构型中,矢量识别使用“0”表示负相位电压电平,使用“1”表示正相位电压电平。空间矢量与相应开关状态之间的关系如图所示。此外,一个逆变器分支中的开关以互补的方式进行控制(开关打开时为1,关闭时为0)。[3] [4] |
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这里用正交坐标来表示三相图中的三相二能级。有八种可能的逆变器状态可以产生八个空间向量。这些由复向量表达式给出,[5] |
模拟 |
3.1空间矢量PWM逆变器的Simulink模型:图3显示了SVPWM逆变器的Simulink模型。在MATLAB中绘制模型。[6]在下一阶段的输出波形也已显示。 |
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3.2部门实施 |
图4显示了扇区实现。可以看到,形成了六个扇区。 |
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3.3矢量实现 |
图5显示了Vector实现,并且可以在作用域中可视化输出。结果在第四节中显示。这是一个模型的矢量实现使用MATLAB和输出可以可视化使用范围。 |
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结果分析 |
4.1空间矢量脉宽调制逆变器电流仿真结果 |
3相正弦波输出波形如图6所示。波形振幅是。45。频率是否保持50赫兹。在x轴上,时间周期为0 ~ 0.2秒。在Y轴上,正弦波振幅为0 ~ 0.2秒。 |
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图6:0到0.2秒时间段的电流波形 |
4.2空间矢量脉宽调制逆变器线电压仿真结果: |
图4.13中显示了线路电压Vao、Vbo、Vco的波形。如图所示,峰值到峰值电压为450伏,Y轴和x轴表示从0到0.2秒的时间周期。 |
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4.3空间矢量脉宽调制逆变器相位电压仿真结果: |
图4.14显示了三相逆变器的相位电压波形。在x轴上时间周期显示从0到0.2秒是否在y轴上相位电压显示350伏。 |
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4.4空间矢量PWM逆变器线路电压FFT结果(分析 |
在图4.17中,SVPWM逆变器的线电压的FFT分析从分析中可以看出,总谐波失真为67.18。 |
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4.5空间矢量PWM逆变器相位电压FFT结果(分析) |
在图4.19中显示了SVPWM逆变器相位电压的FFT分析,从分析中可以清楚地看出,总谐波失真为67.17。 |
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4.6空间矢量PWM逆变器电流FFT结果(分析 |
在图4.21中,对SVPWM逆变器的电流进行FFT分析,从分析中可以清楚地看出,总谐波失真为4.11。 |
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结论 |
本文对基于SVPWM的逆变器进行了仿真研究。本文介绍了基于SVPWM的逆变器数学模型的逐步开发。首先建立了SVPWM模型,然后利用FFT分析得到了总谐波失真。在图中还包括各种电压和电流波形。本文采用空间矢量脉冲宽度调制技术来提高电力系统设备的性能。仿真研究结果表明,SVPWM模型能有效地降低谐波。 |
参考文献 |
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