電力電子SVPWM五段法仿真

1、SVPWM的MATLAB仿真實現(xiàn) 【仿真要求說明】利用MATLAB中Simulink產生DPWM2普通五段法的SVPWM的PWM波形，其中調制比m作為輸入變量，在60s內m從0線性增加到1.154。另外基波頻率50Hz，PWM頻率10KHz?！痉抡嬖O計說明】1. 將三相正弦參考電壓變換為空間參考矢量三相正弦參考電壓頻率與基波頻率相同為50Hz，將三相電壓通過三二變換得到空間參考矢量，三二變換的公式如下：在simulink中生成的子系統(tǒng)模塊框圖如下：2. 確定參考矢量所在扇區(qū)對于空間扇區(qū)編號如下：首先定義三個變量的值： ； ； 當三個變量的值分別為正時，對應變量A,B,C的值是1，否則為0，則，

2、計算得到的S的值和扇區(qū)標號的對應關系如上圖所示。為了方便在仿真過程中，采用S的值作為扇區(qū)標號。Simulink中用于判斷扇區(qū)所搭建的模塊框圖如下所示：通過示波器觀察輸出S 的波形如下：通過上圖結果可以看到，扇區(qū)切換的順序為2,3,1,5,4,6即矢量圖中的逆時針順序。3. 合成參考矢量時扇區(qū)兩矢量的作用時間計算對于每一個扇區(qū)，存在兩個相鄰的空間基本矢量（每一種開關狀態(tài)對應一種空間基本矢量），先假設在一個PWM周期中，扇區(qū)逆時針方向上方的矢量作用的時間是，另一個矢量作用的時間為。根據SVPWM的等效原理，兩個矢量和時間的乘積得到的兩個矢量合成對應的空間旋轉矢量。下面通過對于扇區(qū)標號為3的扇區(qū)的時

3、間計算進行舉例說明時間計算方法：如上圖所示，就是空間旋轉矢量，由上面的關系可以得到： 故 ，所以得到： , 通過簡單求解可以得到： ， 同樣可以計算其他幾個扇區(qū)的兩個矢量的作用時間，得到結果匯總如下：S123456Y-X-ZZX-YZYX-X-Y-Z其中，在仿真中該部分內容由下面的子系統(tǒng)實現(xiàn)：上面兩個子系統(tǒng)模塊中，第一個用來計算X,Y,Z的值，第二個利用X,Y,Z的值分扇區(qū)地計算每個扇區(qū)的的值。4. 一個PWM周期中基本矢量作用的切換時間點本次仿真采用DPWM2方式，該方式下每個扇區(qū)的零矢量選取如下所示：所以根據波形對稱和每次開關狀態(tài)只能變化一個的要求得到不同扇區(qū)的開關狀態(tài)的切換（即A,B,C

4、三相的波形）如下表所示：扇區(qū)12A1000111011B1101100000C0000010001扇區(qū)34A1111100000B0111010001C0010011011扇區(qū)56A0111001110B1111100100C0010011111由上面結果看出，每個扇區(qū)中一個PWM周期中第一個出現(xiàn)的開關狀態(tài)都是上面假設的作用時間為的那個矢量。計算出來的切換時間最終會與下面所示的三角波進行比較產生IGBT的控制信號：所以通過設計得到不同扇區(qū)的等效調制波的取值如下所示(Tpwm=T)：S123Tcmp1-0.25TTcmp20.25TTcmp30.25TS456Tcmp10.25TTcmp2-0.

5、25TTcmp3-0.25T該部分在simulink仿真中用下面的子系統(tǒng)模塊進行實現(xiàn)：5. 通過與三角波進行比較得到控制信號通過將上面得到的Tcmp1，Tcmp2，Tcmp3和上面說到的三角波信號進行比較，可以得到IGBT門極控制信號。該部分的模塊如下所示：6. 最終的仿真原理圖用上面得到的控制信號一同控制IGBT的門極，逆變器負載取阻感性負載，得到的最終的完整電路圖如下所示：【仿真結果分析】由于仿真要求調制比在60s內從0線性增加到1.154，但是由于simulink無法進行60s長時間的仿真，故采用在時間模塊CLOCK上加常量的形式來取60s內的一段進行仿真（調制比仍隨著時間在0到60s內線性遞增）。下面取幾個不同的時間段進行說明：t=10s時，調制比為0.192等效調制波形如下所示：PWM波形如下所示（相電壓）：線電壓如下：負載為阻感性負載時的相電流為：t=45s時調制比為0.8655等效調制波：PWM相電壓波形：PWM線電壓波形：電流波形：t=60s時調制比為1.154調制波波形：PWM相電壓波形：PWM線電壓波形：相電流波形：【實驗總結與收獲】1. 最后得到的