第37卷第4 期
2014年8 月
电子器件
Ch inese Journal o f Electron D evices
Vol. 37 No. 4
Aug. 2014
The Simulation and Experimental Study of SVPWM Algorithm for 3-Cell 7-Level Inverters
W A N G C u i 1,2 * ,Z H A N G Y u n 1 ,Z E N G X u a n 2
(1. Faculty of Automation,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China p
2. School o' Mechanical and Electrical Enginering,Nanchang Intitnte of Technolo^gy,Nanchang 330099,China)
Abstract :S V P W M ( Space Vector Pulse Width Modulation) algorithm of cascaded multilevel inverter can get a good
harmonic characteristic,high utilization of voltage,low switching frequency,small switching loss etc. Therefore,this
technique has been widely used in high voltage and large power inverter. On the 7 (9f plane,this paper adopts the
five segment S V P W M algorithm to conduct the simulation and experiment study. The simulation and experiment
results are consistent with the theoretical derivation. The output zero order voltage N 0 of the five segment algorithm is
N u j0,± 1 ,± 2 ,±3 }/3. In a sampling period,the number of changes of three phase voltages is 4. The system’s
switching frequency is greatly reduced. As well,the output voltage waveforms of simulation and experiment can track
the changing reference voltage very well.
Key words : multi-level inverter ;space vector modulation ( S V M ) p five segment algorithm; switching frequency ;zero
order voltage
EEACC:8110 doi : 10.3969/j. issn. 1005-9490.2014.04.044
三级七电平逆变器SVPWM算法的仿真和实验研究*
王翠1,2* ,章云1,曾瑄2
(1.广东工业大学自动化学院,广州510006;2.南昌工程学院机械与电气工程学院,南昌330099)
3
要 :
级联型多电平逆变器SVPWM算法具有谐波特性好、电压利用率高、开关频率低、开关损耗小等优点,在高压大功率
逆变器领域得到了广泛应用。在乂片坐标平面,对五段SVPWM算法进行仿真和实验研究。仿真和实验结果与理论推导一
致,五段调制算法的输出零序电压N0 e|0,±1,±2,±3丨/3。一个采样周期,五段调制算法的相电压变换4 次,大大减少了系统
的开关切换频率。仿真和实验得到的输出电压波形能很好地逼近参考电压。
关键词:
多电平逆变器;空间矢量调制;五段算法;开关频率;零序电压
中图分类号:
TM343
文献标识码
:A
文章编号:
1005-9490(2014) 04-0787-04
级联型多电平逆变技术因其输入功率因数高、
开关损耗低等优点被广泛应用于高压大容量变频调
速 领 域 :1'2 ]。空 间 矢 量 脉 冲 宽 度 调 制 (简称
S V P W M ) 算法具有谐波特性好、电压利用率高、开关
频率低、开关损耗小等优点:3],因 此 S V P W M 技术被
广 泛 应 用 于 级 联 型 多 电 平 逆 变 器 的 开 关 调 制 ]。
S V P W M 算 法 ,即在一个采样周期内,对于给定的参
考电压进行采样,并把采样结果转换为参考矢量,用
最接近参考矢量的3 个基本矢量合成参考矢量。为
了保证在3 个基本矢量之间进行切换时的切换路径
封闭:7],通 常 采 用 七 段 式 P W M 算法。由于七段算
法在一个采样周期内需完成6 次电压切 换 ,其开关
切换次数比较高,另 外 ,由于七段算法使用了一个基
本矢量的 2 个不同实现,这 2 个实现对应的零序电
压相差一个单位电平:7],导致输出零序电压变化范
围大。为了减少开关切换次数,并且尽可能缩小零
序电压的变化范围,本 文研究五段式 S V P W M 算 法 ,
仿真和实验结果说明了五段算法的优越性。
1 基本矢量合成参考矢量
3 级逆变电路的每相由3 个 H 桥逆变单元串联
组成 ,输出相电压(ua,ub,ur.)均 包含 ±3E 、± 2 E 、± E 、
项目来源:江西省教育厅科技项目(GJJ13767);江西省科技支撑项目(20133BBE50042)
收稿日期:2013-08-01 修改日期:2013-08-26