基于Matlab的三电平SVPWM逆变器的仿真实现.pdf

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1、·42·工业仪表与自动化装置2015年第2期基于Matlab的三电平SVPWM逆变器的仿真实现常国祥，金琴，宋红超，赵杰(黑龙江科技大学电气与控制工程学院，哈尔滨150022)摘要：以二极管钳位式三电平逆变器为研究对象，介绍了SVPWM的原理、算法，在Matlab的基础上提出了一种简单的扇区判断模型的搭建方法。通过对仿真波形的观察、分析，验证了算法的正确性，也为实际电路的调试、研究提供了依据。关键词：SVPWM；Matlab；逆变器；仿真；节能减排中图分类号：TP391．9文献标志码：A文章编号：1000—0682(2015)02—0042—03Simulationofth

2、ree—levelSVPWMinverterbasedonMatlabCHANGGuoxiang，JINQin，SONGHongchao，ZHAOJie(InstituteofElectricalandControlEngineeingTechnology，HeilongjiangUniversityofScienceandTechnology，Harbin150022，China)Abstract：Aneutralpointclampedthree—levelinverterisusedtoexplainthescheme．Webrieflyanalyzeworkingp

3、rincipleandalgorithmofSVPWM，proposingasimplebuildingmethodofsectorjudge-mentmodelbasedonMatlab．Throughtheobservationandanalysisofthesimulationwaveform，thecor-rectnessofthealgorithmisverified，alsoprovidingthebasisfordebuggingandstudyingtheactualhard—warecircuit．Keywords：SVPWM；Matlab；inverte

4、r；simulation；energysavingandemissionreduction0引言此仿真的实现对现实研究具有重大意义。1三电平SVPWM逆变器的工作原理20世纪80年代，A．Nabae等人首次提出了中点钳位式逆变器，它的出现为高压大容量电压型逆图1所示为二极管钳位式三电平逆变电路的拓变器开辟了一条新思路。随着全控型电力电子器件扑结构。逆变电路的每相桥臂由4个带有寄生二极的产生，多电平逆变器在高压大功率变频调速方面管的IGBT所组成。在三电平逆变电路中，当每相得到了广泛应用。桥臂的上面2个IGBT导通时，逆变器输出正电压；两电平逆变器逆变输出只有0和两个电平，当

5、桥臂的中间2个IGBT导通时，逆变器输出零电同时还存在很高的开关应力而不适合做高压逆变压；当桥臂的下面2个IGBT导通时，逆变器输出负电器。与两电平逆变器比较，三电平逆变器电路中的压。由此可以把这3种状态分别用P、0、N来表示。开关器件电压应力仅为两电平的1／2，开关损耗也显著下降。此外三电平逆变输出更多的电平数，使逆变电压的波形更加接近正弦波J。Matlab有强大的数据处理功能和丰富的电子元件模型库，可以方便地搭建出所需电路模型。更重要的是在利用Matlab／Simulink仿真时可以对电路的参数进行任意更改，这在实际中是无法实现的，因收稿日期：2014—09—11基金项

6、目：黑龙江省教育厅项目(12531592)；黑龙江省教育厅项目(12541725)作者简介：常国祥(1974)，男，内蒙古凉城人，副教授，博士，研究方向为电力电子与电力传动。图1二极管钳位式三电平逆变器拓扑2015年第2期工业仪表与自动化装置·43·三电平空间电压矢量由逆变输出的三相电压合行扇区判断时，两电平只需要判断期望参考电压位成，经Park变换后，三电平三相逆变器输出的合成于哪个大扇区。而三电平则首先需要判断期望参考后的电压空间矢量为：电压位于哪个大扇区，再判断位于哪个小扇区后才，'=(Ua+Ub+Uc)(1)能对矢量进行合成。在正交坐标系下，三电平大扇J区的判断方法

7、和两电平相同，这里不再累述，只对小三电平逆变器有3个桥臂，每个桥臂又有3种扇区的判断依据进行分析。不同状态的电压输出，因此，经输出合成后可知逆变器共有3=27种基本电压矢量。在图1中，假设中点电位一直处于平衡状态，则可以把逆变器通过不同开关组合输出合成的27种基1本电压矢量分为以下4类：长矢量(幅值为÷“)，JUOUlu3“厅1中矢量(幅值为u。)、小矢量(幅值为÷)和零图3第1扇区中4个小扇区的划分JJ第1大扇区4个小扇区的划分如图3所示，u矢量(幅值为0)。具体分类如表1所示。表1三电平空间电压矢量分类与轴的夹