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基于三電平SVPWM的諧波控制算法的研究

作者: 時間:2012-05-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:針對有源電力濾波器(APF)存在的問題,提出了一種基于電壓空間矢量脈寬調(diào)制()技術(shù)的。該的功率開關(guān)頻率低,輸出電壓含量少,抗電磁干擾能力強(qiáng),實時效果好。對該控制算法進(jìn)行了Matlab仿真研究,通過實驗成功地在APF中驗證了其正確性,實驗結(jié)果表明該控制算法具有諧波電壓含量少,電壓利用率高,補償性能好等優(yōu)點,同時證明了該控制算法的有效性和可行性。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/186388.htm

關(guān)鍵詞:有源電力濾波器;;空間矢量脈寬調(diào)制;諧波控制

1 引言

諧波控制算法是APF中最重要的部分之一,它直接影響著APF的補償效果。在逆變器PWM控制方法中,以其易于數(shù)字實現(xiàn)、電壓利用率高、輸出諧波成分少、脈動轉(zhuǎn)矩低等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。三電平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點使同樣耐壓水平的開關(guān)器件能夠應(yīng)用于中高壓的大容量系統(tǒng),提高了裝置的等效開關(guān)頻率;三電平逆變器輸出為三電平階梯波,更接近于正弦,減少了輸出電壓和輸出電流的諧波含量。

在深入分析兩電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了三電平SVPWM在APF中的諧波控制功能。詳細(xì)介紹了諧波控制算法的原理,并對算法進(jìn)行了

Matlab/Simulink仿真驗證,利用TMS320F2812完成了控制軟件的編寫。設(shè)計了基于TMS320F2812+CPLD的APF數(shù)字化控制系統(tǒng),有效驗證了諧波控制算法的正確性,提高了APF的實時補償效果。

2 三電平SVPWM的工作原理

2.1 兩電平SVPWM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

兩電平SVPWM補償信號產(chǎn)生過程如下:根據(jù)前端檢測的三相諧波進(jìn)行α,β坐標(biāo)變換,在α,β坐標(biāo)下進(jìn)行扇區(qū)判斷,求參考電壓矢量Ur對應(yīng)的相鄰的基本矢量上的作用時間Tx,Ty,再確定空間矢量切換點Tcm1,Tcm2,Tcm3,這樣就通過空間矢量切換點導(dǎo)通相應(yīng)的開關(guān)器件產(chǎn)生諧波補償信號的波形。兩電平逆變器主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

a.JPG

同一時刻三相逆變器每個橋臂上下兩個開關(guān)器件的驅(qū)動信號互補,設(shè)Sk=1表示上橋臂導(dǎo)通,Sk=0表示下橋臂導(dǎo)通,可得各橋臂輸出端電壓Uk=SkUd(k=a,b,c),則電壓空間矢量為:

b1.jpg

空間電壓矢量扇區(qū)劃分如圖2所示。以第I扇區(qū)為例,則:

b.JPG

式中:T為采樣周期。

c.JPG

將Tx,Ty作3/2坐標(biāo)變換到靜止α,β兩相坐標(biāo)系下,則:

d.JPG

這一點在文獻(xiàn)中做了詳細(xì)的說明和驗證。

2.2 三電平SVPWM的基本原理

三電平逆變器是在兩個開關(guān)器件串聯(lián)的基礎(chǔ)上加入一對中性點箝位二極管構(gòu)成的,其電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。

e.JPG

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關(guān)鍵詞: SVPWM 三電平 控制算法 諧波

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