三电平逆变器 SVPWM 过调制 控制策略综述.pdf

电气传动2010年第40卷第7期ELECTRICDRIVE2010Vol.40No.7

三电平逆变器SVPWM过调制
控制策略综述

李阳,戴鹏,于月森,曹兴,蒋正友
(中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008)

摘要:有效地利用过调制控制策略,能够提高逆变器的输出电压,对提高电动机的动态响应速度和扩大稳
定运行区域具有重要意义。主要研究了过调制产生的原因,总结了几种典型的过调制控制策略,讨论了它们
各自的优缺点,并指出了现有过调制控制策略中存在的问题。
关键词:三电平逆变器;过调制;空间电压矢量脉宽调制
中图分类号:TM464文献标识码:A

OverviewoftheSVPWMOvermodulationStrategiesofThree-levelInverter
LIYang,DAIPeng,YUYue-sen,CAOXing,JIANGZheng-you
(SchoolofInformationandElectricalEngineering,ChinaUniversityofMiningand
Technology,Xuzhou221008,Jiangsu,China)
Abstract:Utilizingovermodulationstrategieseffectivelycanimprovetheinverteroutputvoltage,whichis
usefulforimprovingthemotordynamicresponseandextendingthestableoperationregion.Theproductionof
overmodulationwasanalyzed.Severalclassicalovermodulationstrategiesweresummarized,thentheiradvanta2
gesanddisadvantageswerediscussedrespectively.Finallyproblemsoftheexistingovermodulationstrategies
werepointedout.
Keywords:three-levelinverter;overmodulation;spacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)

量分类技术过调制[5～7]、基于叠加原理SVPWM
1引言[8]
过调制等。在不增加任何硬件的情况下,有效
三电平电压型逆变器(VSI)因其具有开关器的SVPWM过调制策略可以用非线性过调制区
件电压应力低、输出电压纹波小等优点,在交流传将线性调制区和系统最大可能输出(6阶梯波)进
动、不间断电源和有源滤波器等高性能电力电子行平滑衔接,系统的调制范围能够由线性调制区
装置中得到了广泛的应用[1,2]。三电平VSI中的最大范围0～90.7%扩展到0～100%[9],可以
PWM调制方法主要分为采用基于载波比较的脉满足多数高转矩输出或低电压场合的需求,但是
宽调制技术或基于电压空间矢量的脉宽调制技术过调制策略不可避免地引起了逆变器输出电流畸
(SVPWM)。SVPWM因其易于实现,电压利用变,特别是6次谐波[10,11]。
率高,输出电流谐波成分少,低脉动转矩等优本文分析了过调制产生的原因,总结了几种
点[2],在高性能交流调速系统中得到广泛应用。典型的过调制控制策略,讨论了它们各自的优缺
20世纪90年代以前,几乎所有对SVPWM点,并指出了现有过调制策略中存在的问题。
策略的研究都局限在线性调制范围内。随着人们
三电平逆变器矢量及过调制
对电机输出转矩或逆变器低压适用性要求的提2
高,从20世纪90年代初开始,越来越多的学者开图1为三电平逆变器电压空间状态矢量
始致力于SVPWM策略在过调制范围内特性的图[12],其中包括6个长矢量,6个中矢量,12个短
研究,如典型单、双模式过调制[3,4]、基于空间矢矢量和3个零矢量。

基金项目:中国矿业大学青年科研基金(2007A016)
作者简介:李阳(1986-),男,硕士研究生,Email:[e-mail]
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李阳,等:三电平逆变器SVPWM过调制控制策略综述电气传动2010年第40卷第7期

图1三电平逆变器电压空间状态矢量图图3最小相角误差过调制示意图
Fig.1Spacevectorstateofthree-leverinverterFig.3Theminimumphaseangleerrorovermodulationdiagram
这种方法比较简单易于实现但其最大调制
只要参考电压矢量Vref的端点轨迹位于六边,,
形的内切圆内,根据伏秒平衡原则,就可以利用逆度只能达到95.2%,即V′的端点轨