三电平空间电压矢量的PSIM仿真.doc

文档介绍：三电平空间电压矢量的PSIM仿真
一. 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. 三电平的仿真计算
三电平逆变器SVPWM的α-β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α-β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Vrl>0,则A=1,否则A=0;若Vr2>0,则B=1,否则B=0;若Vr3>0,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扇区为例,如图4所示。参考电压矢量Vr在α轴和β轴上的投影分别为Vα和Vβ,幅角为θ,则Vα=Vrcosθ,Vβ=Vrsinθ。
(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
T,V,T,V,T,V,T,V1122331Sr
T,T,T,T123S
Ts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 T1 T2 T3
,, 2kTsin, 2kTsin(,)T[1,2ksin(,)],,?1 SSS33
,, 2kTsin, 2kTsin(,)T[1,2ksin(,,)],?2 SSS33
,, T(1,2ksin,) T[1,2ksin(,,)]T[2ksin(,,),1]?3 SSS33
,, T(1,2ksin,) T[1,2ksin(,)],T[2ksin(,,),1]?4 SSS33
,, 2kTsin, 2T[1,ksin(,,)]T[2ksin(,,),1]?5 SSS33
,, T(2ksin,,1) 2kTsin(,)2T[1,ksin(,,)],?6 SSS33
,, 2kTsin, 2kTsin(,,)T[1,2ksin(,,)]?1 SSS33
,, 2kTsin, 2kTsin(,)T[1,2ksin(,)],,?2 SSS33
,, T(1,2ksin,) T[1,2ksin(,)]T[2ksin(,,),1],?3 SSS33
,, T(1,2ksin,) T[1,2ksin(,,)]T[2ksin(,,),1]?4 SSS33
,, 2kTsin, 2T[1,ksin(,,)]T[2ksin(,,),1]?5 SSS33
,, T(2ksin,,1) 2kTsin(,)2T[1,ksin(,,)],?6 SSS33
,, 2kTsin, 2kTsin(,)T[1,2ksin(,)],,?1 SSS33
,, 2kTsin, 2kTsin(,)T[1,2ksin(,,)],?2 SSS33
,, T(1,2ksin,) T[1,2ksin(,,)]T[2ksin(,,),1]?3 SSS33
,, T(1,2ksin,) T[1,2ksin(,)],T[2ksin(,,),1]?4 SSS33
,, 2kTsin, 2T[1,ksin(,,)]T[2ksin(,,),1]?5 SSS33
,, T(2ksin,,1) 2kTsin(