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文件名称:双逆变器SVPWM方法简介2300字.docx
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更新时间:2025-06-29
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文档摘要

双逆变器SVPWM方法简介

(一)、电压矢量分布及共模电压

SVPWM调制方法,其原理是两个逆变器六个桥臂的有效开关状态一共有64种,而电压矢量的输出分为19种,具体见图3-3。图中,“+”、“-”分别代表的是逆变器一个桥臂的上管导通、某一桥臂下管导通。从这里来看,与传统三电平逆变器相比来看,双逆变器拓扑结构输出的电压空间矢量分布规律与之基本相同。所以,采用两个两电平逆变器较为合理。根据式(3-1)得出的表达式为:

图3-3电压空间矢量分布

用Sk(k=a1,a2,b1,b2,c1,c2)表示各个桥臂的开关状态:

Sk=0(关闭上桥臂关闭,导通下桥臂)

1(导通上桥臂导通,关闭下桥臂)

表达式(3-13)为:

(3-12)

(3-13)

根据式(3-14)可得出,64种开关状态所对应的电压空间矢量有19个,具体见图3-3所示,GIKMPR顶点、SHJLNQ顶点、ABCDEF顶点对应6个电压空间矢量分别只有1种、2种、6种开关状态,对于零电压矢量所对应地的开关状态有10种。具体见表3-1。对于单个逆变器来讲,定义共模电压为:

(3-14)

由于存在不同的桥臂开关状态,所以使得共模电压的产生,用开关函数Sk(k=a,b,c)来表示:

(3-15)

由此可以推出单个逆变器共模电压的幅值有0,Udc13和2/3Udc三种。对于双逆变器系统,共模电压的形成主要借助于逆变器的相互作用。通过比较其含义,则:

(3-16)

由式3-17可以计算得到双逆变器系统输出的共模电压与开关状态的关系

由电压和开关状态关系得出,与单逆变器输出相比,双逆变器输出的共模电压情况要更加的繁琐。在输出端产生幅值有所差异的时候,两个逆变器不同的开关状态组合所产生的共模电压也是不同的,一共有七大情况,包括:+Udc,±2/3Ud,0,和+Ud。虽然双逆变器输出的共模电压有很多变化,但是,开关状态选择的空间也较大。从这一点来看,在双逆变器所有的开关状态中出现的开关组合有存在20种。很明显,为了防止系统的输出端有共模电压产生,则需在进行矢量调制时要挑选产生共模电压为零的开关状态组合。

(二)、双逆变器SVPWM调制原理

逆变器1、2在输出电压矢量相互影响的状况下可获得不同的电压空间矢量。为此,可在逆变器中分解与合成参考电压。

一般将解耦矢量的SVPWM方法应用在独立母线结构的双逆变器系统中。其原理为:由双逆变器共同合成电压矢量V,为此,可细分为不同的小矢量,而每一个都是合成而得。实际上,将V分解为2个相位相差180°,幅值为1/2V的小矢量,见图3-4b可知,V?和V?的关系为:

(3-17)

a)双逆变器合成参考电压示意图

1←-)4(-+

1←-)4(-+

b)单个逆变器合成参考电压示意图

图3-4解耦矢量SVPWM示意图

六边形GIKMPR的内切圆即双逆变器输出的合成矢量V最大调制范围,电压空间矢量的幅值最大在2/3Ud,母线电压具有较高的利用率,而解耦矢量SVPWM方法较为简洁,所以应用的较多。

单个逆变器在SVPWM调制时,针对共模电压这一现状未进行深入的分析,所以导致双逆变器输出端的共模电压较大。在电机驱动系统零序通路上共模电压叠加,同时,零序电流幅值也会升高,此时会直接影响到整个电机系统的运行。所以,对于共母线双逆变器系统使用解耦矢量SVPWM方法并不合理。

通过一系列的分析得出,非零/零电压空间矢量开关组合分别为12种、8种。这12种开关组合的电压空间矢量对应为OH,OJ,OL,ON,0Q,OS,它

们共同形成一个六边形HJLNQS区域,具体见图3-5a。为此,在六边形HJLNQS区域内调制时可发现共模电压等于0这种情况。这里选取开关组合(1-5)合成电压空间矢量OH为例,逆变器1输出共模电压值为:

(3-18)

逆变器2输出共模电压值为:

(3-19)

则对于整个系统共模电压uo:

u。=U。-U?2=0(3-20)

虽然无法完全消除单个逆变器产生的共模电压,但是,还是会影响到电机系统。一般来说,在对开放式绕组电机产生作用以后,共模电压差会等于0。此时,会消除对开绕组电机系统所带来的影响。

在调制SVPWM的过程中,尽管共模电压差会等于0,但是借助该种方式却可使输出的最大电压矢量幅值将至Ud,这相比于在六边