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基于载波调制的三电平整流器控制

作者:时间:2012-05-21来源:网络收藏

摘要:在研究多电平空间矢量脉宽(SVPWM)算法的基础上提出了一种与SVPWM算法等效的(TCPWM)算法,并给出了统一的零序分量表达式。与SVPWM相比,该算法不仅在输出畸变率、直流电压利用率等指标上与SVPWM算法完全相同,且具有运算时间短、算法简单、易于实现等特点。最后将TCPWM算法运用在中,实验结果验证了TCPWM算法的可行性。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/186391.htm

关键词:;零序分量

1 引言

随着节能环保与绿色能源等理念的快速发展,使用脉宽调制(PWM)技术控制的已成为电力电子行业研究的热点。相对于传统的二极管不控整流而言,PWM整流器具有功率因数可调、能量双向流动、动态响应快等优点,并克服了传统整流技术功率因数低、谐波大的缺点,因此被广泛应用于新能源发电、变频调速领域。

PWM技术一般可分为正弦调制(SPWM)与SVPWM。SVPWM从电机整体出发,以构建磁链圆为目的进行控制,物理概念明确清晰,相对于传统的SPWM控制而言,SVPWM能获得更好的控制效果,同时在直流电压利用率、开关损耗、输出谐波率等方面也优于SPWM,但SVPWM算法仍存在一些缺点,例如在一个周期中需要先进行扇区判断、矢量选择与作用时间计算等一系列工作,且随着电平数的增多,SVPWM算法的计算量增加,从而严重影响控制性能.所以在SPWM与SVPWM之外寻找一种更好的PWM实现方法已成为当今研究的热点之一。此处提出了一种与SVPWM等效的TCPWM算法,给出了统一的零序分量表达式。

2 基于载波调制的脉宽调制技术

所谓TCPWM算法其实质就是在三相正弦调制波中加入零序分量,再与三角载波进行比较以得到与SVPWM类似的控制效果。可以将其理解为是SPWM算法的改进,同时TCPWM算法也从一个侧面反映出SPWM算法与SVPWM算法的本质联系。由文献可知,两电平中各相所加零序分量的表达式为:

a.JPG

当k0=0.5时,此算法实质即为SVPWM算法。相比于两电平各相零序分量而言,三电平的零序分量计算较为复杂,下面以TCPWM载波同相调制为例,通过分析TCPWM与三电平SVPWM算法近似得出TCPWM中零序分量的表达式。

d.JPG

假设b.JPG处于(1,0,0),(1,-l,-1),(1,0,-1)的端点所组成的三角形之中,图1示出参考矢量在一个周期内双重载波的调制图。由图1可知:

c.JPG

由线电压合成公式可得:

e.JPG

通过对其余扇区零序分量表达式的计算,发现各扇区中零序分量表达式略有不同。下面给出如何求得零序分量的统一表达式的方法。

首先比较a,b,c三相相电压进行转换,若该项参考电压为正,则用原值进行比较;若为负,则用1加上该项参考电压转换为正值进行比较;再根据转换后的各项参考值进行比较产生大小次序后,将原值从大到小排列即得Umax,Umid,Umin的取值。确定各相大小顺序后,即可求得零序分量为:

g.JPG


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