【正文】 算法中用到了空間角度及三角函數(shù)，數(shù)字實現(xiàn)時需要預(yù)先計算并存儲大 量數(shù)據(jù)。先計算出 N 值再由 N 值確定參考矢量所在的扇區(qū)。 (2)通過 3/2 坐標(biāo)變換，將三相參考電壓矢量變換為兩相 ?? 靜止坐標(biāo)系中? 軸與 ? 軸的分量 V? 、 V? 。而事實上由于受到開關(guān)頻率和基本電壓矢量組合有限的約束，Vref 端點的運動軌跡通常為多邊形，然而隨著開關(guān)頻率的提高，其端點的多邊形軌跡會逼近圓形。 ，因此稱為有效矢量； V0 與 V7 是零矢量。將得到的三相參考電壓矢量變換為兩相 靜止 ?? 坐標(biāo)系下 ? 軸與 ? 軸的分量 V? 、 V? ，并且確定 PWM 周期與直流側(cè)電壓后能進(jìn)行 SVPWM 控制。 SVPWM ( Space Vector Pulse Width Modulation) 技術(shù)具有以下優(yōu)點： 直流側(cè)電壓的利用率比 SPWM 提高 15%；采用不連續(xù)開關(guān)方式調(diào)制時，開關(guān)器件的損耗降低 31 ；調(diào)制方法便于數(shù)字實現(xiàn)。 （又稱積分復(fù)位控制） 單周控制技術(shù)具有調(diào)制和控制的雙重性 ,通過復(fù)位開關(guān)、積分器、觸發(fā)電路及比較器達(dá)到跟蹤指令信號的目的。本質(zhì)上可視為帶寬等于零的滯環(huán)比較控制 ,所以他同樣存在開關(guān)頻率高、變化范圍大的缺點。包括控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，跟蹤，自適應(yīng)及不確定等系統(tǒng)。其缺點是系統(tǒng)的開關(guān)頻率、響應(yīng)速度及電流的跟蹤精度均受滯環(huán)帶寬影響。 目前 PWM生成方式的研究主要集中在載波比較法、滯環(huán)控制法、無差拍控制法和空間矢量法等方法上： 將電流實際值與參考值之間的偏差經(jīng) P I 調(diào)制后與高頻三角載波相比較，所得矩形脈沖作為逆變器開關(guān)元件的控制信號，從而在逆變器輸出端獲得所需波形。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 針對三相不平衡系統(tǒng)提出了同步測定法 ,可分為等功率法、等電流法和等電阻法 3 類 ,即把補(bǔ)償分量分配到三相中去 ,分別使補(bǔ)償后的每相功率、每相電流或每相電阻相等。另外，該方法不能單獨分離出基波有功分量。 pq 法最早應(yīng)用，僅適用于對稱三相且無畸變的電網(wǎng)； IpIq 法不僅對電源電壓畸變有效，而且也適用于不對稱三相電網(wǎng)；基于同步旋轉(zhuǎn) park 變換的 dq 法不僅簡化了對稱無畸變下的指令電流運算，而且也適用于不對稱、有畸變的電網(wǎng)。其基本思想是利用模擬帶 (或陷波 )濾波器進(jìn)行諧波檢測時他的缺點是 :當(dāng)電網(wǎng)頻率波動時 ,所設(shè)計的濾波器中心頻率會發(fā)生偏移 ,加上該中心頻率易受器件參數(shù)及溫度影響 ,會使檢測出的諧波信號中含有大量基波分量，增加了 APF 的設(shè)計容量和有功損耗，因此，已基本不用。并聯(lián)型 APF 提供一個零阻抗的諧波支路，把負(fù)載中的諧波電流吸收掉。因此 , 很少單獨使用串聯(lián)型APF, 大多將其作為混合型 APF 的一部分。并聯(lián)型 APF 在技術(shù)上比較成熟。 （ 1）并聯(lián)型 APF 圖 為并聯(lián)型 APF 基本結(jié)構(gòu)。 三相三線制并聯(lián)型有源電力濾波器主電路如圖 所示，圖中， ee cbae、 為三相電源電壓，將點 O 作為零電位參考點得到的 A, B, C, N 這四個點的電壓可以表示為 ua 、 ub 、 uc 、 un ， R 和 L 分別表示主電路交流側(cè)的等效電阻和電感， ica 、 icb 、 icc 是有源電力濾波器的補(bǔ)償電流， Udc 是直流側(cè)電容兩端的電壓。其轉(zhuǎn)換式為： ????????????????????????????????UUUUUCBA232302121132?? （ 25） 根據(jù)式 ((25)，可將表 21 中與開關(guān)函數(shù) SA， SB， SC 相對應(yīng)的相電壓轉(zhuǎn)換成?? 平面直角坐標(biāo)系中的分量，轉(zhuǎn)換結(jié)果見表 22 和圖 SA SB SC UA UB UC UAB UBC UCA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3Ud? 3Ud? 32Ud 0 Ud? Ud 0 1 0 3Ud? 32Ud 3Ud? Ud Ud 0 0 1 1 32Ud? 3Ud 3Ud Ud 0 Ud 1 0 0 32Ud 3Ud? 3Ud? Ud 0 Ud 1 0 1 3Ud 32Ud? 3Ud Ud Ud 0 1 1 0 3Ud 3Ud 32Ud? 0 Ud Ud 1 1 1 0 0 0 0 0 0 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 10 表 22 開關(guān)函數(shù)與相電壓在 ?? 坐標(biāo)系的分量 SA SB SC U? U? 矢量符號 0 0 0 0 0 U0 0 0 1 Ud61? Ud21? U1 0 1 0 Ud61? Ud21 U2 0 1 1 Ud32? 0 U3 1 0 0 Ud32 0 U4 1 0 1 Ud61 Ud21? U5 1 1 0 Ud61 Ud21 U6 1 1 1 0 0` U7 圖 在復(fù)平面下三相逆變器的基本電壓矢量圖 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 11 第三章 有源電力濾波器的研究 有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型 建立有源電力濾波器主電路的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上確定其控制系統(tǒng)的控制方案，即電流內(nèi)環(huán)與電壓外環(huán)的控制方法 。其中非零矢量的幅值相同 (模長為 2Ud/3)，相鄰的矢量間隔 60176。可以推導(dǎo)出，三相逆變器輸出的線電壓矢量 ? ?TCABCAB UUU , 與開關(guān)函數(shù) ? ?TSCSB,SA, 的關(guān)系為： ???????????????????????????????SCSBSAUUUUdCABCAB101110011 (23) 三相逆變器輸出的相電壓矢量 ? ?TU,U,U CBA 與開關(guān)狀態(tài)矢量 ? ?TSCSBSA , 的關(guān)系為： 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 9 ??????????????????????????????????SCSBSAUUUUdCBA21112111231 (24) 式中， Ud 是直流電源電壓或稱總線電壓。圖 中的 V1V6 是 6 個功率開關(guān)管，引入開關(guān)函數(shù) SA, SB 和 SC，分別代表三個橋臂的開關(guān)狀態(tài)。三相定子相電壓 UA、 UB、 UC 分別加在三相繞組上，可以定義三個電壓空間矢量 uA0 、 uB0 、 uC0 ，它們的方向始終在各相的軸線上，而大小則隨時間按正弦規(guī)律做變化，時間相位互差 120176。本節(jié)將從傳統(tǒng)的磁鏈跟蹤角度來介紹 SVPWM 技術(shù)的基本原理。如果對準(zhǔn)這一目標(biāo)，按照跟蹤圓形磁場來控制 PWM 電壓，那么控制效果就會更直接。 對 SVPWM 的控制算法進(jìn)行詳細(xì)地分析和推導(dǎo)。 MATLAB /SIMULINK提供的 SimPower 工具箱基本涵蓋了電力系統(tǒng)建模和仿真的各個方面。目前大量采用并聯(lián)型無源濾波器來抑制諧波，但由于并聯(lián)型的無源濾波器存在不少問題，影響到實際應(yīng)用。而且電壓空間矢量的不同調(diào)制方法在不同程度上可以緩解開關(guān) 頻率與開關(guān)損耗之間的矛盾問題。故一直以來人們都在努力研制一種新型的易于實現(xiàn)數(shù)字化的 PWM 控制方法。當(dāng)前研究工作的關(guān)鍵是加快有源電力濾波器在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用，提高實際應(yīng)用水平。直到 80 年代，隨著大中功率全控型半導(dǎo)體器件的成熟，脈寬調(diào)制(PWM )控制技術(shù)的進(jìn)步以及赤木泰文〔 Akagi H〕瞬時無功功率理論的提出，有源電力濾波器才得到迅速發(fā)展和完善。SVPWM 實質(zhì)是一種基于空間矢量在三相正弦波中注入了零序分量的調(diào)制波進(jìn)行規(guī)則采樣的一種變 形 SPWM，是具有更低的開關(guān)損耗的 SPWM 改進(jìn)型方安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 5 法，是一種優(yōu)化的 PWM 方法，能明顯減少逆變器輸出電流的諧波成分及電機(jī)的諧波損耗，降低電機(jī)的脈動轉(zhuǎn)矩，且 SVPWM 其物理概念清晰，控制算法簡單，數(shù)字化實現(xiàn)非常方便，故目前有替代傳統(tǒng) SPWM 法的趨勢。具體地說，它是以三相對稱正弦波電壓供電下三相對稱電動機(jī)定子理想磁鏈圓為基準(zhǔn)，由三相逆變器不同開關(guān)模式下所形成的實際磁鏈?zhǔn)噶縼碜粉櫥鶞?zhǔn)磁鏈圓，在追蹤的過程中，逆變器的開關(guān)模式作適當(dāng)?shù)那袚Q，從而形成PWM 波。而且，傳統(tǒng)的高頻三角波與調(diào)制波比較生成 PWM 波的方式適合模擬電路，不適應(yīng)于現(xiàn)代化電力電子技術(shù)數(shù)字化的發(fā)展趨勢。常規(guī) SPWM 法已被廣泛地應(yīng)用于逆變器中，然而常規(guī) SPWM 不能充分利用饋電給逆變器的直流電壓，逆變器最大相電壓基波幅值與逆變器直流電壓比值為 1/2，即逆變器輸出相電壓峰值最大為 Ud (Ud 為逆變器的直流電壓 )，直流利用率低。 PWM 整流電路已經(jīng) 獲得了一些應(yīng)用，并有良好的應(yīng)用前景。除功率很大的逆變裝置外，不用 PWM 控制的逆變電路已十分少見。 交流一交流變流電路中的斬控式交流調(diào)壓電路和矩陣式變頻電路是PWM 控制技術(shù)在這類電路中應(yīng)用的代表。它是以三相對稱正弦波電壓供電時交流電動機(jī)的理想磁鏈圓為基準(zhǔn)，用逆變器不同開關(guān)模式所產(chǎn)生的實際磁鏈?zhǔn)噶縼碜粉櫥鶞?zhǔn)磁鏈圓，由追蹤的結(jié)果決定逆變器的開關(guān)模式，形成 PWM 波。 相移 PWM 法：以控制輸出電壓為目的。采樣式 SPWM 法使脈沖寬度正比于該等份的正弦波面積。它的特點是控制靈活，有快速的動態(tài)響應(yīng)，可以進(jìn)行瞬時值控制。圖 列出了脈寬調(diào)制方法的分類。 PWM 控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。t reach and it is the development trend of harmonic suppression in power . The structure, principle and control strategy are summarized in the paper, and the use of space vector PWM in APF is studied in detail. At the same time,the basic modulation method of SVPWM is analyzed improvements are carried in the existed control method of SVPWM on the basis of fore person39。 文章還詳細(xì)分析了 SVPWM 法的基本調(diào)制方式，在前人研究的基礎(chǔ)上對現(xiàn)有的 SVPWM 控制算法進(jìn)行了一些改進(jìn)，重點分析了過調(diào)制和扇區(qū)過渡兩種特殊情況下的控制算法。它不僅影響著電力用戶的用電質(zhì)量 ,也威脅著電力系統(tǒng)的安全 、經(jīng)濟(jì)運行。電壓空間矢量脈寬調(diào)制 (SpaceVector Pulse Width Modulation，簡稱 SVPWM)控制技術(shù)是一種優(yōu)化了的 PWM 控制技術(shù)，和傳統(tǒng)的 SPWM 法相比，不但具有直流利用率高，輸出諧波少，控制方法簡單等優(yōu)點，而且易于實現(xiàn)數(shù)字化。但是傳統(tǒng)的 SPWM 法比較適合模擬電路實現(xiàn)，不適應(yīng)于現(xiàn)代電力電子技術(shù)數(shù)字化的發(fā)展趨勢。 隨著電力電子裝置等非線性電力負(fù)荷的廣泛應(yīng)用 ,電網(wǎng)諧波問題日益嚴(yán)重。 本文在綜述并聯(lián)型有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)、原理和控制方法的基礎(chǔ)上 ,著重研究了電壓空間矢量 PWM 控制技術(shù)在有源電力濾波器中的應(yīng)用。 關(guān)鍵字 ：諧波補(bǔ)償； SVPWM；有源電力濾波器； MATLAB 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 II Abstract Together with the continual development of allcontrolled fast semiconductor selfturnoff devices and intelligent highspeed microcontroller, the digitized PWM is being the trend of PWM control technique development. But the analogue electric circuit can’t realize the traditional SPWM method easily. The traditional SPWM can not adapt to the developme