大功率二电平逆变器多模式SVPWM算法研究.pdf

2010年第4期机车电传动№4．2OlO
2010年7月10日研究开发ELECTRICDRIVEFORL0C0M0TIVESJuly10，2010

作者简介：马志文(1978一)，
摘要：对于铁路机车车辆的大功率二电平逆变器来说，应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)技男，博士，助理研究员，主要
术需要考虑两方面的因素：一是逆变器采用高压大电流开关器件，开关频率较低；二是为了充分利用从事机车车辆交流传动系
逆变器直流母线电压。脉宽调制必须能够过渡到方波工况。提出了一种适用于大功率二电平逆变器的统的研究开发工作。

多模式SVPWM算法。该算法能够在整个调制范围内使用，可以保证逆变器在异步调制、分段同步调
制及方波工况下具有良好的输出特性，并且可以实现不同调制模式间的平滑过渡。基于DSP控制板和
dSPACE的半实物仿真结果验证了该算法的有效性。
关键词：大功率二电平逆变器；多模式空间矢量脉宽调制；分段同步调制；仿真
中图分类号：TM464；U264．3+72文献标识码：A文章编号：1000—128X(2010)04—0017—04

ResearchonMulti-modeSpaceVectorPWMAlgorithm

forHigh·-powerTwo·-levelInverters

MAZhi·wen,YINZhen-huan,JIANGWei，LIWei,ZHANGLi

(Locomotive&CarResearchInstitute，ChinaAcademyofRailwaySciences，Bering100081，China)

Abstract：Whenthespacevectorpulse·widthmodulationappliedtohigh-powertwo—levelinve~erforrailwaylocomotive，twofactors

mustbeconsidered：thefirstonewasthattheinve~eradoptedhighvoltageandhighcurrentswitchdevicesandtheswitchingfrequencywas

verylow，thesecondoneWasthatPWMshouldhavetheabilitytotransitintosquare-waveconditioninordertomakefulluseoftheDCbus

voltage．Thispaperproposedamulti—modeSVPWMaigofithmwhichWassuitableforhigh-powertwo—levelinveaers．This~gofithmcought
beusedintheentiremodulationrange，whichconghtensuretheinverterwithgoodOH印utcharacteristicsunderasynchronousmodulation，
subsectionsynchronousmodulationandsquare·wavecondition．Transitionofdiferentmodulationmodecoughtrealizedsmoothly．Simula-

tionresultsbasedonDSPcontrolboardanddSPACEverifytheefectivenessoftheproposedMgofithm．

Keywords：high—·powertwo·-levelinverter；multi-modeSVPWM；subsectionsynchronousmodulation；simulation

O引言器采用高压大电流开关器件，开关频率较低，因此须
应用异步调制、分段同步调制等多种模式的SVPWM算
脉宽调制(PWM)技术作为交流传动系统的核心
法，以优化逆变器输出波形满足低开关频率的控制要
技术之一，对系统的性能有着重要的影响。自从1964年
求；二是为了充分利用逆变器直流母线电压，必须应
德国A．Schonung等人提出脉宽调制变频的思想以来，
用适当的SVPWM过调制算法，使调制范围能够过渡到
人们先后提出了几十种不同的PWM控制方法¨’2。。目
方波工况区。
前，空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术以其直流电压
本文在分析传统SVPWM调制方法的基础上，提出
利用率高、输出谐波含量小、易于数字化实现等优点，
了一种适用于铁路机车车辆大功率二电平逆变器的多
在电压型逆变器中的应用越来越广泛。
模式SVPWM算法，包括异步调制算法、分段同步调制
对于铁路机车车辆的大功率二电平逆变器来说，
算法、参考矢量幅值修正算法及不