基于DSP的三電平逆變器的SVPWM控制策略研究.pdf

1、中點箝位式三電平逆變器一直是當前中高壓大容量電能變換領域中的研究熱點之一，它能有效提高逆變器系統(tǒng)容量和耐壓水平、減小輸出電壓諧波和開關損耗。在三電平逆變器的多種控制策略中，空間矢量脈寬調制(SVPWM)算法具有母線電壓利用率高、調制比大、易于數(shù)字實現(xiàn)、便于中點電位控制等優(yōu)點，但三電平逆變器也存在不少問題，如三電平控制算法的簡化問題、逆變器帶非線性負載的諧波控制問題、三電平逆變器中點電位平衡問題等，鑒于以上存在的問題，本文逐一展開了研究。

2、
　　本文首先分析了兩電平SVPWM算法的基本原理和具體實現(xiàn)過程，再結合三電平SVPWM與兩電平SVPWM之間的共同點，對三電平SVPWM算法進行了簡化。然后建立了三相靜止坐標系、兩相同步旋轉坐標系和兩相靜止坐標系下的三相逆變器的數(shù)學模型，并應用等量變換的原理，推導出了坐標系間的變換關系。同時還分析了非線性負載引起逆變器輸出波形畸變的機理，并對其工作原理和參數(shù)設計進行了細致研究。
　　在對逆變器數(shù)學模型和整流性負載分析的基礎

3、上，于兩相旋轉dq坐標系下設計了雙環(huán)解耦PI控制器，在兩相靜止αβ坐標系下設計了準PR控制器。在設計雙環(huán)PI控制器參數(shù)時，從內外環(huán)穿越頻率上對參數(shù)進行了優(yōu)化。準PR控制器采用純比例環(huán)節(jié)控制電流內環(huán)以提高系統(tǒng)的跟隨特性，多諧振的準PR控制器控制電壓外環(huán)以保證系統(tǒng)的高穩(wěn)態(tài)精度。針對同一開關狀態(tài)對應的兩個小矢量對直流側電容電壓效果正好相反這一規(guī)律，在分別采用滯環(huán)控制和精確控制方法的情況下，通過改變正負小矢量的作用時間，對三電平逆變器中點電位的

4、偏移進行了有效的控制。
　　最后，進行了基于逆變器的數(shù)學模型和兩種控制器的設計，應用MATLAB/Simulink軟件搭建了兩種控制器的仿真模型，并對兩種控制方法下逆變器帶非線性負載的性能進行了比較。仿真結果顯示，采用雙環(huán)PI控制器時，增加內外環(huán)的帶寬，有利于降低輸出電壓的THD，且具有多諧振的準PR控制器的性能比解耦PI控制器好。對于滯環(huán)控制和精確控制兩種中點電位平衡控制方法，分別進行仿真驗證，結果表明，精確控制的控制效果更好。