基于SVPWM技术的三相逆变系统设计
摘要： 近年来，三电平逆变器在高压、大容量的场合得到了越来越广泛的应用。在其浩如烟海的控制策略中，SVPWM算法控制策略具有调制比大、能够优化输出的电压波形，而且母线电压利用率高，此外容易数字实现等优点。本文首先对三电平逆变器技术目前的发展情况做出了综述，分析SVPWM控制策略以及它的优缺点。采用Simulink进行仿真分析，实现对三电平逆变器的SVPWM控制算法的仿真，观察系统的输出波形，分析波形，并进行比较，验证了算法的可行性。
Abstract： In recent years， the three level inverter have been more and more widely used in high voltage， large capacity occasions. In the control strategy of the voluminous， the SVPWM algorithm has many advantages， such as large modulation ratio， optimized output voltage waveform， high bus voltage utilization， easy digital implementation， and so on. This paper reviews the current development situation of phase inverter technology， and analyzes the SVPWM control strategy and its advantages and disadvantages. By Simulation analysis using Simulink， this paper realizes the simulation of
SVPWM control algorithm for three phase inverter， observes， analyzes and compares the output waveform of system， and then verifies the feasibility of the algorithm.
关键词： 三电平逆变器；SVPWM；Simulink仿真 Key words： three level inverter；SVPWM；Simulink simulation
中图分类号：TM464 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）15-0097-02
2 SVPWM 逆变器仿真模型及运行结果
SVPWM仿真模块如图2所示，RLC串联负载，参数设置为R=3？赘，L=0.008mH，C=0.001F，Vdc=200V，采样时间Ts=0.001s，三相电压的幅值为100V，频率f=50Hz。图3为七段式SVPWM梯形波仿真结果，从仿真图可以看出，每个周期都含有七级阶梯，高度分别为1，2，3，4，5，6，7，作为矢量状态次序多路选择开关器件的控制信号输入，每个级阶梯的宽度表示矢量状态的作用时间。图4为扇区判断的仿真结果。从波形图可以看出，在每一周期里，参考矢量会依次经过从1到6的6个扇区；在每个扇区里，经过的小三角形有2、3、4。图3是SVPWM模块输出的12路PWM波中A相的PWM波，从仿真图形中可以看出，A相的Sa1与Sa3、Sa2与Sa4的控制脉冲是相反的，满足三电平逆变器的控制要求。
从波形图我们还可以看出三电平逆变器带不同负载时，负载的电压差不多，都为八电平阶梯波，接近正弦波；然而在不同负载时，电流不一样，不过波形也接近正弦波。LC的电流的波形最为光滑，因为LC电路有滤波作用，R负载波形与电压的形状相似，是八个电平的阶梯波；LRC、C和RL负载的电流波形都差不多，比RC负载的电流波形光滑很多，RC负载的电流含有大的谐波，波形很不光滑。 3 总结
本文首先介绍了 SVPWM 技术的基本原理，并根据其原理进行了必要的公式推导。在此基础上阐述了 SVPWM 三电平逆变器的控制算法，并应用Simulink对 SVPWM 逆变器进行仿真。
由仿真可知，当频率比变大时（也就是载波频率变大），总谐波失真（THD）减小，若进一步提高开关频率，则电流的波形更加近似于正弦波。但随着开关频率的升高会导致逆变过程中的开关消耗增大，所以合理安排空间矢量的作用顺序，可降低开关器件的开关频率，减少开关损耗，增长使用寿命。
参考文献：
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