基于DSP的三相四桥臂3-D SVM逆变器的研究

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1、摘要摘要随着电子技术的发展，用电设备对电源要求不断提高，逆变电源系统正向着效率高、功率密度大、可靠性高、可实现在线通讯与监控等方向发展。三相四桥臂逆变器是针对解决带三相不平衡负载而提出来的一种新型拓扑。这种拓扑最大的优点是可以在负载为三相不平衡时保持三相输出电压的对称输出，而且和其他三相四线制逆变器相比，系统的体积和重量又比较小。该逆变器的控制方式采用三维空间矢量调制，该调制策略通过控制中性点电压并产生中性点电流，是解决由于不平衡负载引起的电压偏置的一种行之有效的方法，具有直流电压利用率高和谐波含量较低等优点。本文首先回顾了几种常见的三相四线制逆变器

2、的电路拓扑，分析归纳后采用了三相四桥臂的逆变器结构。在开关调制方式中，本文运用了三维空间矢量的调制策略，并推导出空间矢量的调制策略的具体实现办法。在理论分析的基础上，运用MATLAB仿真软件分别对开关调制方式和控制方式进行仿真，仿真研究结果与理论分析基本一致。采用数字信号处理器TMs320LF2407A进行电路控制，根据三维空间矢量的调制策略，编制了C语言程序，并进行了DSP的软件调试。最后应用了全数字化控制完成了系统实验，取得了和仿真一致的结果。从仿真波形和实验结果可知，采用三维空间矢量调制控制方案的三相四桥臂逆变器在任意负载情况下都可以获得较好的

3、三相输出电压，从而也验证了控制方案的可行性和优越性。关键词三相四桥臂：逆变器；三维空间矢量调制；不平衡负载；数字信号处理器本课题受国家自然科学基金重点项目资助(项目编号：50237020)1燕山大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofelectronictechnology,therequirementsforbetterpowersystemfireenhanced．Inverterpowersystemisdevelopedtoachievehigherefficiency,higherpowerdensity

4、,higherdependability,onlinecommunicationandwatching．Three·phaseFour-leggedinvertersarebringfotwordtoioowetunbalancedthree．phaseloads．n豫topologyiSknowntoproducebalancedvoltagesevenunderunbalancedloadconditions．Andcomparedtootherthree—phasefour-wireinverters，itssizeandweightiSsma

5、ll．Three—dimensionalspacevectormodulation(3-DSVM)schemeiSproposed，whichisarteffectivesolutiontQprovidetheneutralDo硫forathree-phasef0111"-wiresystemandtohandletheneutralcurrentduetounbalancedload．Itmakesthefour-leggedpowerinvertershaveabetterDClinkvoltageutilizationandresultinal

6、oWdistortion．Atthebeginning，severalthree—phasefour-wireinvertersintheworldarereviewed，thestructureofthethree-phaseinverterwiththeforthbridge1egsiSadopted。皿enthethreedimensionSpaceVectorModulationstrategyiSdiscussed．Theprincipleof3-DSVMisdiscussedindetailandtheexpressionsOf3-DSV

7、MstrafegYarededuced．Secondly,thesimulationofsystemcontrolandswitchstrategyvalidatedconsistencywiththeoryanalysisusingN￡ATLAB．Digitalsignalprocessor(TMS320LF2407ADSP)isusedtocontroltheinverter．Basedonthe3-DSVMmodulatiomtheClanguageisworkout．Atlast，experimentsarecompletedunderthe

8、digitalcontrol，thesimulationresultsisverifled．Asillust