【正文】 A相電壓和AB線電壓有效值 三相電流波形圖由（）式可知道線電壓基波有效值： （）直流電壓為250時，有：可見，說明仿真正確，所以三相逆變電路采用空間矢量控制時，而采用SPWM控制時，直流利用率比SPWM提高了。 SVPWM生成模塊仿真電路圖當設(shè)置參數(shù)為時，其余仿真參數(shù)和SPWM的仿真電路一樣，有下面仿真圖。 矢量切換時間模塊仿真圖 PWM生成模塊，把生成的、與載波求差，再通過滯環(huán)繼電器生成3列PWM波形，經(jīng)過反相輸出后，可以生成三相橋式逆變電路的PWM波形，在這里要注意設(shè)置三角載波的幅值，載波幅值應(yīng)該為開關(guān)頻率的一半。 、生成模塊仿真圖第二個模塊是按表格關(guān)系分配、到、當中。 各扇區(qū)內(nèi)相鄰兩電壓矢量的切換順序根據(jù)上述分析以及連續(xù)開關(guān)調(diào)制模式下各扇區(qū)的PWM波形可得出以下結(jié)論：定義： （）則在不同的扇區(qū)內(nèi)A，B，C三相對應(yīng)的開關(guān)時間、。無論在哪一個扇區(qū)，都對應(yīng)最先作用的非零矢量時間(如扇區(qū)中等于)，則為另一個非零矢量的作用時間（如扇區(qū)中等于)。以扇區(qū)為例。 SVPWM模式下電壓矢量幅值邊界為了防止出現(xiàn)的錯誤，采用比例縮小算法，只需把算出來的、和通過一個數(shù)學加法器Add(圖中應(yīng)為Add1)然后判斷是否成立，如果成立，直接輸出；如果不成立，則說明存在的錯誤，只需按照下面（）式調(diào)節(jié)、的大小，再輸出。在SVPWM調(diào)制模式下， 內(nèi)切圓，其幅值為：，即逆變器輸出的不失真最大 正弦相電壓幅值為 ，而若采用三相SPWM調(diào)制，逆變器能輸出的不失真最大正弦相電壓幅值為 。出錯的原因：當兩個零電壓矢量作用時間為0時，一個PWM周期內(nèi)非零電壓矢量的作用時間最長，此時的合成空間電壓矢量幅值最大。 X、Y、Z生成模塊仿真圖 Tx、Ty生成模塊在此圖當中把輸入的X、Y、Z分配到、中，考的就是兩個多路選擇器Multiport Switch。分析扇區(qū)，假設(shè)逆變器主電路的直流母線電壓為，采樣周期為，矢量、和零矢量的作用時間、和可通過下式計算： （）用坐標系描述，則有： （）結(jié)合（）式和（）式有解： （）當，位于其它扇區(qū)中時，同理可求得各矢量作用時間，通過分析這些結(jié)果可將進一步簡化計算結(jié)果：定義： （）對于不同扇區(qū)，、。在傳統(tǒng)SVPWM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)。最后把求得的、疊加，求得S。 參考電壓矢量所在扇區(qū)的判斷要完成上述工作，在Simulink只需搭建兩個模塊，；另一個判別所在扇區(qū)的模塊。當S=3時，位于第扇區(qū)；當S=1時，位于第扇區(qū)；當S=5時，位于第扇區(qū)；當S=4時，位于第扇區(qū)；當S=6時， 位于第扇區(qū)；當S=2時，位于第扇區(qū)。但這還不是最簡練的表述，若對以上條件作進一步分析，判斷方法可進一步簡化，由所推導(dǎo)出的條件可以看出，所在的扇區(qū)完全可由、三式與0的關(guān)系決定，由此，可定義以下變量： （）再定義：若，則A=l，否則A=0若，則B=1，否則B=0若，則C=l，否則C=0A，B，C之間共有8種組合，但由判斷扇區(qū)的公式可知A，B，C不會同時為1或同時為O，所以實際的組合是六種，A，B，C組合取不同的值對應(yīng)著不同的扇區(qū)，并且是一一對應(yīng)的，因此完全可以由A，B，C的組合判斷所在的扇區(qū)。其它扇區(qū)的判斷可按同樣的方法依此類推，得到：當，且，則位于扇區(qū)；當，且，則位于扇區(qū)；當，且，則位于扇區(qū)；當，且，則位于扇區(qū)；當，且，則位于扇區(qū)。通過分析和的關(guān)系來判斷參考電壓矢量所處的扇區(qū)的。通常的判斷方法是：根據(jù)和計算出電壓矢量的幅值，再結(jié)合和的正負進行判斷，這種方法的缺點很明顯，含有非線性函數(shù)，計算復(fù)雜，特別在實際系統(tǒng)中更不容易實現(xiàn)。獲得這兩個分量后，空間電壓矢量調(diào)制就可以比較容易的實現(xiàn)了。在高性能的交流調(diào)速及三相逆變系統(tǒng)中，通常采用三相軸系坐標系的變換。當控制矢量在空間旋轉(zhuǎn)360176。因此本論文將重點放在SVPWM控制信號的控制算法的生成步驟上面：l、判斷所在的扇區(qū)；計算相鄰兩開關(guān)電壓矢量作用的時間；根據(jù)開關(guān)電壓矢量作用時間合成為三相PWM信號；，坐標系中描述的電壓空間矢量圖，電壓矢量調(diào)制的控制指令是矢量控制系統(tǒng)給出的矢量信號，它以某一角頻率：在空間逆時針旋轉(zhuǎn)，當它旋轉(zhuǎn)到矢量圖的某個60。通過計算，并且計算結(jié)果與仿真結(jié)果比較接近，可以得出本SPWM控制仿真基本正確。當，時，代入()式有：。、波形圖 A相相電壓有效值讀數(shù)和基波有效值讀數(shù) A相相電壓基波波形 線電壓、波形 AB相線電壓有效值讀數(shù)和基波有效值讀數(shù) AB相線電壓基波波形 三相電流波形圖 三相電流波形在同一坐標下顯示圖通過觀察分析上面波形圖和讀數(shù)，但諧波含量還是比較嚴重，這時因為沒有設(shè)置輸出濾波電路的緣故；：，；；；，AB相線電壓有效值讀數(shù)為166V，；；，電流呈現(xiàn)較好的緩沖作用，負載電流比較接近正弦，而且三相電流基本對稱。 F自定義函數(shù)參數(shù)設(shè)置 仿真結(jié)果和分析，載波比為24，仿真類型選可變步長，并設(shè)置最大步長為，最小步長為，算法為默認算法ode45。再把三列信號加入到F自定義函數(shù)模塊進行計算合成輸出基波的波形Out1，Out2是輸出基波的有效值。另外還有兩個子模塊名字叫jibo，是用來取線電壓和相電壓的基波波形和有效值的。 測量模塊本三相橋式SPWM逆變電路仿真的測量數(shù)據(jù)有相電壓、的波形和有效值；相電流、波形和有效值；線電壓、波形和有效值，以及A相的相電壓和的基波的波形和有效值。當六列PWM信號輸入通用橋的g端口時，通用橋會自動分配每一列的信號給每一個管子，控制該管子的開閉。 主電路模塊的說明本文的主電路為三相橋式逆變電路，可見輸入直流電壓源大小，輸入部分為三相對稱電感、電阻性負載，作星形連接，電阻取值大小為，電感取值。就可以了。只需要把正弦模塊的的初相位改為120176。同時可以看到，當調(diào)制波比三角載波大時上橋臂的開關(guān)信號為1，開關(guān)管導(dǎo)通，當調(diào)制波比三角載波小時上橋臂的開關(guān)信號為0，開關(guān)管關(guān)閉，上下橋臂交替導(dǎo)通，形成逆變。 SPWM中A相的上下橋臂的輸入信號 Operator來比較兩列輸入波形的大小，Relational Operator的工作原理是，符合圖中邏輯關(guān)系時，輸出1；反之，輸出0。 三相橋式逆變電路 SPWM仿真電路搭建及其仿真 SPWM仿真電路圖，PWM信號生成模塊、主電路模塊、測量模塊。 仿真系統(tǒng)搭建 選擇仿真試驗電路類型本部分是整片論文的核心部分，仿真的結(jié)果將直接驗證前面幾章介紹的原理，而且仿真的重點放在比較SPWM和SVPWM的部分，所以必須在同一種電路上進行模擬仿真，得出來的結(jié)論才有說服性?？梢赃x擇合適的輸入源模塊(如正弦波(Sine Wave))作信號輸入，用適當?shù)慕邮漳K(如示波器(Scope))觀察系統(tǒng)響應(yīng)、分析系統(tǒng)特性、仿真結(jié)果輸出到接收模塊上。而輸入源模塊(Sources)和接受模塊(Sinks)則為模型仿真提供了信號源和結(jié)果輸出設(shè)備。Simulink提供了友好的圖形用戶界面(GUl)，模型由模塊組成的框圖來表示，用戶建模通過簡單的單擊和拖動鼠標的動作就能完成。具有模塊化、可重載、可封裝、面向結(jié)構(gòu)圖編程及可視化等特點，可大大提高系統(tǒng)仿真的效率和可靠性；同時，進一步擴展了MATLAB的功能，可實現(xiàn)多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。前者主要用來擴充MATLAB的符號計算功能、圖視建模功能和文字處理功能以及與硬件實時交互功能；后者專業(yè)性較強，如控制工具箱(Control Toolbox)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱(Neural Network Toolbox)、信號處理工具箱(Signal Processing Toolbox)等，使MATLAB在線性代數(shù)、矩陣分析、數(shù)值計算及優(yōu)化，數(shù)理統(tǒng)計和隨機信號分析、電路及系統(tǒng)、系統(tǒng)動力學、信號和圖象處理、控制理論分析和系統(tǒng)設(shè)計、過程控制、建模和仿真、通信系統(tǒng)、財政金融等眾多專業(yè)領(lǐng)域的理論研究和工程設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用。MAllLAB具有三大特點：1）功能強大：包括數(shù)值計算和符號計算，計算結(jié)果和編程可視化，數(shù)學和文字統(tǒng)一處理，離線和在線皆可處理；2）界面友好，語言自然：MATLAB以復(fù)數(shù)矩陣為計算單元，指令表達與標準教科書的數(shù)學表達式相近；3開放性強：MATLAB有很好的可擴充性，可以把它當作一種更高級的語言去使用，可容易地編寫各種通用或?qū)Ｓ脩?yīng)用程序；正是由于MATLAB的這些特點，使它獲得了對應(yīng)用學科(特別是邊緣科學和交叉科學)的極強適應(yīng)力，并很快成為應(yīng)用學科計算機輔助分析設(shè)計、仿真、教學乃至科技文字處理不可缺少的基礎(chǔ)軟件，成為歐美高等院校、科研機構(gòu)教學與科研必備的基本工具。MATLAB是由Math Works公司開發(fā)的一種主要用于數(shù)值計算及可視化圖形處理的高科技計算語言。近30年來，控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達到了相當高的水平，出現(xiàn)了很多的計算機輔助設(shè)計語言和應(yīng)用軟件。 電流滯環(huán)控制PWM逆變器控制原理圖第7章 MATLAB控制算法仿真及分析 MATLAB動態(tài)仿真工具SIMULlNK簡介隨著控制理論和控制系統(tǒng)的迅速發(fā)展，對控制效果的要求越來越高，控制算法也越來越復(fù)雜，因而控制器的設(shè)計也越來越困難。由于實際電流波形圍繞給定正弦作鋸齒變化，與負載無關(guān)，故常稱電流源型PWM逆變器，也有成電流跟蹤控制PWM逆變器。逆變器功率開關(guān)元件工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，允許偏差越小，電流跟蹤精度越高，但功率器件的開關(guān)頻率也越高，必須注意所用器件的最高開關(guān)頻率限制。以此種方式迫使該相負載電流跟隨指令電流變化，并將跟隨誤差限定在允許的范圍內(nèi)。圖中為給點正弦電流參考信號，為逆變器實際輸出電流，為設(shè)定電流允許偏差。通過對電流的這種閉環(huán)控制，強制負載電流的頻率、幅值、相位按給定值變化，提高電壓源型PWM逆變器對電流的響應(yīng)速度。第6章 電流滯環(huán)控制PWM 概述正弦脈寬調(diào)