（电力电子与电力传动专业论文）单、三相逆变器svpwm的新方案研究.pdf

懒 原创性声明和关于论文使用授权的说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：齑丝整 日期：塑! = ! ! 堕! 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：叠啦师签名：烨期： 沁l q 。迅a 山东大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第一章绪论l 1 1 课题背景及意义l 1 2 各类型脉冲宽度调制技术简介3 1 2 1s p w m 4 1 2 2s v p w m 。5 1 3 研究现状5 1 3 1 单相电机供电逆变器的p w m 实现方案。5 1 3 2 三相逆变器的p w m 实现方案6 1 4 主要研究内容7 1 5 章节安排7 1 6 本章小结8 第二章典型三相s v p w m 方案9 2 1 基本定子电压矢量9 2 2 基本电压矢量作用时间计算。1 2 2 3 扇区判断。1 4 2 4 本章小结。1 6 第三章单相电机供电逆变器的拓扑结构及其s v p w m 方案研究1 7 3 1 单相电机供电逆变器的拓扑结构。1 7 3 2 逆变器s v p w m 控制方案1 9 3 2 1 两相三桥臂逆变器的s v p w m 的实现步骤1 9 3 2 2 两相四桥臂逆变器的s v p w m 的实现步骤2 4 3 3 仿真实现2 8 3 3 1 两相三桥臂逆变器s v p w m 方案的仿真实现2 8 3 3 2 两相四桥臂逆变器s v p w m 方案的仿真实现3 0 3 4 实验验证3 3 山东大学硕士学位论文 3 4 1 两相三桥臂逆变器s v p w m 方案的实验验证3 3 3 4 2 两相四桥臂逆变器s v p w m 方案的实验验证。3 7 3 5 实验结果分析4 0 3 6 本章小结4 l 第四章三相四桥臂逆变器3 d s v p w m 方案研究4 2 4 1 具有带不平衡负载能力的三相逆变器的拓扑结构4 2 4 2 三相四桥臂逆变器三维空间矢量脉宽调制( 3 d s v p w m ) 方案4 4 4 2 1 基本电压矢量4 4 4 2 2 基本电压矢量的确定4 8 4 2 3 计算矢量合成时间5 3 4 2 4 电压矢量的作用顺序5 4 4 3 仿真实现5 5 4 3 1 仿真实现过程5 5 4 3 2 仿真结果5 7 4 4 实验验证5 7 4 4 1 硬件电路设计5 8 4 4 2 软件设计5 9 4 4 3 实验波形6 0 4 5 实验结果分析6 2 4 6 本章小结6 2 第五章中高压三相供电逆变器s v p w m 方案研究6 3 5 1 逆变器的拓扑结构6 4 5 2 逆变器的工作原理6 5 5 3 三电平s v p w m 原理6 7 5 3 1 基本电压矢量分布6 7 5 3 2 三电平s v p w m 控制方案6 9 5 4 仿真实现。7 4 5 4 1 仿真实现过程7 4 5 4 2 仿真结果7 6 5 5 仿真结果分析。7 7 山东大学硕士学位论文 5 6 本章小结7 7 第六章全文总结。7 8 6 1 论文工作总结。7 8 6 2 需要进一步研究的问题。7 8 附录8 0 参考文献8 3 致 射8 8 山东大学硕士学位论文 c o n t e n t s a b s t r a c t i a b s t r a c t i i i c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1b a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo f r e s e a r c h 1 1 2i n t r o d u c t i o no f v a r i o u st y p e so f p u l s ew i d t hm o d u l a t i o n 3 1 2 1s p w m 4 1 2 2s v p w m 5 1 3r e s e a r c hs t a t u s 5 1 3 1p w mi m p l e m e n t a t i o n s c h e m eo fp o w e rs u p p l y i n v e r t e rf o r s i n g l e p h a s em o t o r 5 1 3 2p w mi m p l e m e n t a t i o ns c h e m eo f t h r e e - p h a s ei n v e r t e r 6 1 4m a i nc o n t e n t 7 1 5a r r a n g e m e n to fp a p e r 1 6s u m m a r y 8 c h a p t e r2t y p i c a ls c h e m eo ft h r e e - p h a s es p a c e v e c t o rp u l s ew i d t hm o d u l a t i o n 一9 2 1f u r l d a m e n t a ls t a t o rv o l t a g ev e c t o r 9 2 2c a l c u l a t i o no ff u n d a m e n t a lv o l t a g ev e c t o ra p p l i c a t i o nt i m e 1 2 2 3j u d g e m e n to fs e c t o r 。1 4 2 4s u m m a r y ”1 6 c h a p t e r3t o p o l o g i c a ls t r u c t u r eo fp o w e rs u p p l yi n v e r t e rf o rs i n g l e 。p h a s em o t o r a n d r e s e a r c ho fi t ss v p w m s c h e m e 。1 7 3 1t o p o l o g i c a ls t r u c t u r eo f p o w e rs u p p l yi n v e r t e rf o rs i n g l e p h a s em o t o r 1 7 3 2s v p w mc o n t r o ls c h e m eo f i n v e r t e r 1 9 3 2 1s v p w mi m p l e m e n t a t i o ns t e p so f t w o p h a s et h r e e l e gi n v e r t e r “1 9 3 2 2s v p w mi m p l e m e n t a t i o ns t e p so f t w o - p h a s ef o u r l e gi n v e r t e r ”2 4 3 3s i m u l a t i o n 2 8 3 3 1s i m u l a t i o no fs v p w ms c h e m eo f t w o p h a s et h r e e l e gi n v e r t e r 2 8 山东大学硕士学位论文 3 3 2s i m u l a t i o no f s v p w ms c h e m eo f t w o p h a s ef o u r - l e gi n v e r t e r 3 0 3 4e x p e r i m e n t a lv e r i f i c a t i o n 3 3 3 4 1e x p e r i m e n t a lv e r i f i c a t i o no fs v p w mi nt w o p h a s et h r e e - l e gi n v e r t e r 3 3 3 4 2e x p e r i m e n t a lv e r i f i c a t i o no fs v p w mi nt w o p h a s ef o u r - l e gi n v e r t e r 3 7 3 5a n a l y s i so f e x p e r i m e n t a lr e s u l t s 4 0 3 6s u m m a r y 4 1 c h a p t e r4r e s e a r c ho f 3 d s v p w m s c h e m ei nt h r e e p h a s ef o u r - l e gi n v e r t e r 4 2 4 1t h r e e p h a s ei n v e r t e rt o p o l o g y 、析t ho p e r a t i v ec a p a c i t yu n d e ru n b a l a n c e d l o a d 4 2 4 23 d s v p w ms c h e m ei nt h r e e - p h a s ef o u r - l e gi n v e r t e r 4 4 4 2 1b a s i cv o l t a g ev e c t o r 4 4 4 2 2c o n f i r m a t i o no f b a s i cv o l t a g ev e c t o r 4 8 4 2 3c a l c u l a t i o no fv e c t o rs y n t h e s i st i m e 5 3 4 2 4o p e r a t i v es e q u e n c eo f v o l t a g ev e c t o r 5 4 4 3s i m u l a t i o n 5 5 4 3 1s i m u l a t i o np r o c e s s 5 5 4 3 2s i m u l a t i o nr e s u l t s 5 7 4 4e x p e r i m e n t 5 7 4 4 1h a r d w a r ed e s i g n 。5 8 4 4 2s o f t w a r ed e s i g n 5 9 4 4 3e x p e r i m e n t a lw a v e f o r m s 6 0 4 5a n a l y s i so f e x p e r i m e n t a lr e s u l t s 6 2 4 6s u m m a r y 6 2 c h a p t e r5r e s e a r c ho fs v p w m s c h e m ei nh i g hv o l t a g et h r e e - p h a s ep o w e ri n v e r t e r6 3 5 1i n v e r t e rt o p o l o g y 6 4 5 2o p e r a t i v ep r i n c i p l eo fi n v e r t e r 6 5 5 3p r i n c i p l eo f t h r e e - l e v e ls v p w m 6 7 5 3 1d i s t r i b u t i o no f b a s i cv o l t a g ev e c t o r 。6 7 5 3 2c o n t r o la l g o r i t h mo f t h r e e l e v e li n v e r t e r 6 9 山东大学硕士学位论文 5 4s i m u l a t i o n 7 4 5 4 1s i m u l a t i o np r o c e s s 7 4 5 4 2s i m u l a t i o nr e s u l t s 7 6 1 ；5a n a l y s i so fs i m u l a t i o nr e s u l t s 7 7 5 6s u m m a r y 7 7 c h a p t e r6s u m m a r yo f f u l lp a p e ra n dn e x tr e a s e r c hq u e s t i o n 7 8 6 1s u m m a r yo f f u l lp a p e r 7 8 6 2n e x tr e a s e r c hq u e s t i o n 7 8 a p p e n d i x 8 0 r e f e r e n c e s 8 3 t h a n k s 8 8 山东大学硕士学位论文 摘要 逆变器是一种将直流电( d c ) 转化为交流电( a c ) 的电力电子装置。空间矢 量脉宽调制( s p a c ev e c t o rp u l s ew i d t hm o d u l a t i o n ，以下简称s v p w m ) ，由于其 具有开关频率低、直流侧电压利用率高等优点，在逆变器控制中应用越来越广泛。 本文对s v p w m 在逆变器中的应用方案进行了研究。在简要介绍了传统的三 相逆变器s v p w m 控制方案的基础上，重点讨论了s v p w m 在单相电机供电逆变 器、三相四桥臂逆变器和三电平逆变器中的实现方案。 针对单相电机供电的两相逆变器，本文提出了s v p w m 在两相三桥臂逆变器 和两相四桥臂逆变器中的实现方案。旨在确保单相电机获得圆形旋转磁场的同时， 省去用于电流分相用的起动和运行电容器。为了验证方案的有效性，本论文借助 于m a t l a b s i m u l i n k 仿真手段，对上述两种类型的逆变器进行了仿真研究，并 对这两种调制方案的优缺点进行了比较。在此基础上，利用美国t i 公司生产的 t m s 3 2 0 l f 2 4 0 7 ad s p 作为系统控制器，设计制作了样机。样机的实验结果表明： 所提方案可以达到预期目的，并可广泛应用于单相电机的变频调速系统中。 对于给三相电机供电的三相逆变器，重点研究了针对三相不平衡负载所采用 的三相四桥臂逆变器拓扑结构中的s v p w m 方案的实现问题。与其它三相四线制 逆变器相比，三相四桥臂逆变器拓扑结构可以确保在三相负载不平衡时输出对称 三相输出电压。本文详细讨论了用于该类型拓扑结构的三维空间矢量脉宽调制 ( t h r e ed i m e n s i o n a ls p a c e v e c t o r - p u l s e - w i d i t h - m o d u l a t i o n ，3 d s v p w m ) 方案， 推导了3 d s v p w m 的具体实现办法，并运用m a t l a b s i m u l i n k 仿真软件对 3 d s v p w m 调制方案进行了仿真研究。为了进一步证明方案的可行性，本论文还 采用美国t i 公司生产的t m s 3 2 0 f 2 8 1 2d s p 作为系统控制器制作了样机，编写了 3 d s v p w m 方案的c 语言程序，取得了和仿真波形一致的实验结果。 关于中点嵌位三电平逆变器，其主要优点是：对功率器件耐压要求低，输出 电压谐波含量小，因而在高电压大功率领域得到广泛应用。本文在分析了中点嵌 位三电平逆变器工作原理的基础上，讨论了其s v p w m 的实现方案，给出了相应 的计算公式与开关动作顺序，并通过m a t l a b s i m u l i n k 仿真验证了所提方案的 有效性。 山东大学硕士学位论文 关键词：s v p w m 、3 d s v p w m 、两相三桥臂逆变器、两相四桥臂逆变器、三 相四桥臂逆变器、中点嵌位三电平逆变器 l i 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t i n v e r t e ri sak i n do fc o n v e r t e ru s e dt oc o n v e r td i r e c tc u r r e n tt oa l t e r n a t i n gc u r r e n t d u et oa d v a n t a g e ss u c ha sl o ws w i s h i n gf r e q u e n c ya n dh i g hu t i l i z a t i o no fd cv o l t a g e ， v o l t a g es p a c ev e c t o rp u l s ew i d t hm o d u l a t i o n ( s v p w m ) i sb e i n gw i d e l ya p p l i e dt o i n v e r t e rc o n t r 0 1 v a r i o u ss c h e m e sa p p l i y i n gs v p w mt od i v e r s ek i n d so fi n v e r t e r sa r es t u d i e di n t h i s p a p e r o nt h e b a s i so fb r i e fi n t r o d u c t i o nt o s v p w ms c h e m ei nt r a d i t i o n a l t h r e e p h a s ei n v e r t e r , t h i sp a p e rf o c u s e so ni m p l e m e n t a t i o no fs v p w m i ni n v e r t e rf o r o n e p h a s e ，t h r e e p h a s e - f o u r l e gi n v e r t e ra sw e l la st h r e e l e v e li n v e r t e r a sf o rt w o - p h a s ei n v e r t e r ，i m p l e m e n t a t i o ns c h e m e so fs v p w mi nt w o p h a s e t h r e e l e gi n v e r t e ra n dt w o p h a s ef o u r - l e gi n v e r t e ra r ep u tf o r w a r di nt h i sp a p e r ，w h i c h c a nn o to n l ye n s u r ec i r c u l a rr o t a t i n gm a g n e t i cf i e l d ，b u ta l s oo m i ts t a r t i n ga n dr u n n i n g c a p a c i t o r su s e df o rd i s p l a c e m e n to fp h a s ec u r r e n t s t ov e r i f ye f f e c t i v e n e s so ft h e p r o p o s e ds c h e m e ，s i m u l a t i o n so ft w ot y p e so fi n v e r t e r sa r ec o n d u c t db ym e a n so f m a t l a b s i m u l i n k ，a f t e rw h i c ha d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h e ma r ea n a l y z e d m o r e o v e r ，ap r o t o y t p ei sm a n u f a c t u r e dw i md s p t m s 3 2 0 l f 2 4 0 7 ap r o d u c e db yt i c o m p a n y e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h ep r o p o s e ds c h e m ea c c o r d s 、砘ma n t i c i p a t e d p u r p o s ea n dt h e r e f o r e ，i tc a nb ew i d e l ya p p l i e dt os p e e da d j u s t m e n tw i t l lv a r i a b l e v o l t a g ea n dv a r i a b l e 行e q u e n c y ( v v v f ) f o rs i n g l e - p h a s em o t o r a sf o rt h r e e p h a s ei n v e r t e r ，a t t e n t i o ni sp a i do np r o b l e m sa b o u ti m p l e m e n t a t i o no f s v p w ms c h e m ei n t o p o l o g i c a l s t r u c t u r eo ft h r e e - p h a s e - - f o u r - l e gi n v e r t e ru n d e r u n b a l a n c e dl o a d c o m p a r e dt oo t h e rt o p o l o g i e so ft h r e e - p h a s e f o u r - w i r ei n v e r t e r s ， t h r e e - p h a s e - f o u r l e gi n v e r t e rc a np r o m i s es y m m e t r i c a lt h r e e p h a s eo u p u tv o l t a g eu n d e r u n b a n l a n c e dl o a d s c h e m eo ft h r e ed i m e n s i o n a l s p a c ev e c t o r p u l s ew i d i t h m o d u l a t i o n ( 3 d s v p w m ) u s e d i n t h i st o p o l o g yi sd i s c u s s e da n ds p e c i f i cs c h e m eo f 3 d s v p w mi sd e d u c e d s i m u l a t i v ei sc o n d u c t e dt h r o u g hm a t l a b i no r d e rt of u r t h e r v e d f yf e a s i b i l i t y ，ap r o t o y t p ei sm a d ew i t ht m s 3 2 0 f 2 812p r o d u c e db yt ic o m p a n ya n d c l a n g u a g ep r o g r a m i sw r i t t e n e x c e l l e n te x p e r i m e n t a lr e s u l t sa r eo b t a i n e d i i i 山东大学硕士学位论文 w i t h r e g a u r d s t on e u t r a lp o i n t c l a m p e dt h r e e l e v e li n v e r t e r , i t sm e r i t si s r e a l i z a t i o no fm i d d l ea n dh i g hv o l t a g ec o n v e r t e r sw i t hl o wv o l t a g ep o w e rd e v i c ea sw e l l a ss i n u s o i d a lv o l t a g eo u t p u t ，c o n s e q u e n t l y ，i ti se x t e n s i v e l yu s e di na p p l i c a t i o n so f h i g h v o l t a g ea n dh i g hp o w e rc a p a b i l i t y b a s e do nd e t a i l e da n a l y s i sa b o u tw o r k i n gp r i n c i p l e s o fn e u t r a lp o i n tc l a m p e dt h r e e l e v e li n v e r t e r , s c h e m eo fs v p w mi n t h i si n v e r t e ri s d i s c u s s e da n dc o r r e s p o n d i n gs w i t c h i n gs e q u e n c ea n dc a l c u l a t i o nf o r m u l aa r eg i v e n e f f e c t i v e n e s so ft h i ss c h e m ei sv e r i f i e dt h r o u g hs i m u l a t i o nw i t hm a t l a b k e y w o r d s ：t w o - p h a s et h r e e l e gi n v e r t e r ；t w o - p h a s ef o u r - l e gc o n t r o l ； t h r e e - p h a s ef o u r - l e gi n v e r t e r ；t h r e e l e v e li n v e r t e r ；s v p w m ；3 d s v p w m i v 山东大学硕士学位论文 1 1 课题背景及意义 第一章绪论 工业生产、居民生活所需的电力大部分是由发电厂发出的工频交流电，而用 电设备对电源的要求则大相径庭，具体体现在其幅值、频率、相位均有所不同。 为了满足各类设备的供电以及性能指标，就要求对发电厂发出的交流电进行变换， 电力电子变流器应运而生。逆变器属于变流器的一种，它是将直流电变成交流电 能的设备。逆变器可以灵活地调节输出电压、电流的大小和频率，也可以将蓄电 池中的直流电能转换成交流电能或其他形式的直流电能。逆变器具有开关频率高， 动态响应快，控制性能好，可靠性高等优点 2 l 世纪是能源开发、资源利用与环境保护相互协调发展的世纪，能源的优化 利用与清洁能源的开发，是能源资源与环境可持续发展战略的重要组成部分。具 有世界三大能源之称的石油、天然气和煤炭等化石燃料将逐渐被耗尽，氢能源与 再生能源将逐渐取代化石燃料而成为人类使用的主体能源，这种能源的变迁将迫 使发电方式产生一次大变革，使用氢能源与再生能源的高效低污染燃料电池发电 方式，将成为主体发电方式。因此逆变技术在新能源的开发和利用领域有着至关 重要的地位。 一般认为，逆变技术的发展可分成如下三个阶段 2 4 1 。 1 9 5 6 - - 1 9 8 0 为传统发展阶段，这个阶段的特点是，开关器件以低速器件为主， 逆变器的开关频率较低，输出电压波形改善以多重叠加法为主，体积重量较大， 逆变效率较低，正弦波逆变器技术开始出现。 1 9 8 1 - - 2 0 0 0 为高频化新技术阶段，这个阶段的特点是，开关器件以高速器件 为主，逆变器的开关频率较高，波形改善以p w m 技术为主，体积重量小，逆变效 率高，正弦波逆变技术的发展日趋完善。 2 0 0 0 年至今为高效低污染阶段，这个阶段的特点是以逆变器的综合性能为主， 低速与高速器件并用，多重化叠加法与p w m 法并用，不再偏向追求高速开关器件 与高开关频率，高效环保的逆变技术开始出现。 在逆变技术中，脉宽调制技术是当今主要的逆变器控制技术。所谓脉冲宽度 山东大学硕士学位论文 调$ 1 j ( p u l s ew i d t hm o d u l a t i o n ，p w m ) ，简称脉宽调制。它是利用微处理器的数字输 出来对电力电子变流器进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通 信到功率控制与变换的许多领域中。 脉宽调制的原理【1 8 】 2 5 1 是，由于逆变器中电子开关的存在，在恒定的直流输入 电压1 ，d 作用下，逆变器可以通过自身的多次开关控制输出电压并优化输出谐波。 图1 1 解释了通过p w m 控制输出电压的工作原理。基波电压v 在方波工作模式下 具有最大的幅值( 4 屹肛) 。如图1 1 示，通过产生两个凹口，h 的幅值可以减小， 随着凹口宽度的增加，基波电压将随之减小。 ， 一一上、 、 t ，一 0 7 r 7 图1 1p w m 控制输出电压的工作原理 根据直流侧电源的性质不同，逆变器可分为电压型逆变器和电流型逆变器。 p w m 技术既可以应用于电压型逆变器，也可以应用于电流型逆变器，但目前应用 较为广泛的还是p w m 控制的电压型逆变器。p w m 控制的电压型逆变器具有以下 优点： ( 1 ) 可以省去控制电压的主电路器件，只用一个功率控制级就可以调节输出 电压和输出频率，电路简单，有利于小型化和降低成本。 ( 2 ) 直流电源可以使用不可控制整流桥，使系统电网的功率因数与逆变器输 出电压值无关。 ( 3 ) 可以同时进行调频、调压，与中间的直流环节的元件参数无关，系统的 动态响应速度快。可以实现快速电流控制，这对于诸如交流电动机控制，高性能 的传动系统是不可缺少的。 ( 4 ) 可以消除或减少低次谐波，获得更好的波形改善效果。 正是这些优点，使p w m 技术在当今逆变领域占据了绝对的主导地位。 2 山东大学硕士学位论文 1 2 各类型脉冲宽度调制技术简介 1 9 6 4 年，由a s c h o n u n g 和h s t e m m l e r 提出的把通信系统调制技术应用到逆 变技术中的正弦脉宽调制技术( s i n u s o i d a - p w m ，s p w m ) ，由于当时开关器件的 速度慢而未能得到及时推广，直到1 9 7 5 年才由b r i s t o l 大学的s r b o w e s 等人把 s p w m 技术正式应用到逆变技术中，使逆变器的大大提高，并得到了广泛的应用 与发展，也使正弦波逆变技术达到了一个新的高度1 。此后，各种不同的p w m 技 术相继出现，如注入三次谐波的p w m 、空间矢量p w m 、随机p w m 、电流滞环 p w m 等，成为高速开关器件逆变器的主导控制方式。其中又以空间矢量p w m 技 术为研究热点。 传统方波逆变器电路简单，但输出电压波形的谐波含量过大，亦即t h d ( 电 流谐波畸变率) 过大；移相多重叠加逆变器输出电压波形的谐波含量小，亦即t h d 小，但电路较复杂。而p w m 脉宽调制式逆变器，既有简单的电路，又可使输出电 压波形的谐波含量大大减小，亦即具有较低的t h d 输出电压波形，因而得到了广 泛的应用。 p w m 控制技术以其控制简单，灵活和动态响应好的优点而成为逆变技术最广 泛应用的控制方式。p w m 控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件 发展水平的制约，随着电力晶体管( g i a n tt r a n s i s t o r ，g t r ) 、电力场效应晶体管 ( p o w e r m o s f e t ) 、绝缘栅双极型晶体管( i g b t ) 等全控型电力电子器件的出现 和迅速发展，p w m 控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术，微电子技术和 自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论，非线性系统控制 思想的应用，p w m 控制技术获得了空前的发展。逆变器p w m 技术的发展主要集 中在四个方面： 如何提高逆变器直流侧电压利用率； 在输出基波电压不变的前提下，如何尽可能消除谐波； 如何改善控制性能； 如何改变谐波频谱分布。 到目前为止，己出现了多种类型的p w m 控制技术。这些p w m 技术可分为如 下几种类型： 1 ) 正弦p w m ( s p w m ) 山东大学硕士学位论文 2 ) 空间矢量p w m ( s v p w m ) 3 ) 最小纹波电流p w m 4 ) 特定谐波消除p w m ( s h e p w m ) 5 ) 随机p w m 6 ) 滞环电流控制p w m 7 ) 瞬时电流控制正弦p w m 8 ) d e l t a 调制p w m 9 ) s i g m a - d e l t a 调制p w m 下面对逆变器调制中最常用的s p w m 、s v p w m 进行详细介绍。 1 2 1s p w m s p w m 1 3 1 是通过正弦的调制波与一组等腰三角形波载波进行比较获得的( 见 图1 2 ) ，其交点的位置作为控制开关管“开 或“关”的时刻。 4 图1 2s p w m 波生成方法 z 图1 3s p w m 波形 山东大学硕士学位论文 这样就把正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，如图1 3 所示。其 中脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的。 将这组等腰三角形称为三角载波；而正弦波则称为调制波。正弦波的频率和 幅值是可以控制的。如图1 2 所示，改变正弦波的频率，就可以改变输出电源的频 率；改变正弦波的幅值，也就改变了正弦波与载波的交点，使输出脉冲系列的宽 度发生变化，从而改变了输出电压。s p w m 虽然可以得到正弦电压，但直流侧的 电压利用率较低， 这是此方法的最大的缺点。 1 2 2s v p w m s v p w m t l 3 1 的出发点与s p w m 不同，s p w m 调制是从三相交流电源出发，其 着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源。s v p w m 的主要思想是 以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，并依 据电机磁链和电压的关系，用基本电压矢量合成期望的电压矢量，建立逆变器功 率器件的开关状态，从而形成p w m 波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁 链圆。 s v p w m 具有如下特点： 1 、在每个小区间虽有多次开关切换，但每次开关切换只涉及一个器件，所以 开关损耗小。 2 、利用电压空间矢量直接生成p w m 波，计算简单。 3 、逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比一般的s p w m