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                            一種有源濾波器SVPWM控制策略的優化算法

                            2021-03-18

                            電力有源濾波器中SVPWM算法的采用,能夠明顯減小逆變器輸出電流的諧波成分及電機的諧波損耗,降低脈動轉矩,且其控制簡單,數字化實現方便,電壓利用率高。不少文獻對于SVPWM算法進行研究,但是涉及扇區判斷以及作用時間的計算還在兩電平逆變器中,60坐標系的提出能夠有效地簡化SVPWM算法的運算過程,標幺值的提出使得基本矢量歸一化,并且在60坐標系中,扇區同樣是以60來劃分,因此扇區旋轉能夠進一步簡化運算流程,從而實現固定基本矢量的作用時間,簡化運算流程的目的。1APF系統框圖并聯型有源電力濾波器系統控制框圖如圖1所示。負載電流經過指令電流運算電路得出指令電流信號,再通過SVPWM控制算法產生補償電流,將其注入電網便可消除電網側的諧波。SVPWM控制算法的原理是對變流器各開關器件的控制信號進行不同組合,然后控制各開關器件的通斷使變流器輸出的電壓空間矢量逼近由三相電壓為標準的正弦波所合成的電壓空間矢量。圖1并聯有源電力濾波器的系統框圖傳統的SVPWM算法是在直角坐標系下通過角度的計算來判斷扇區所在的位置,通過三角函數的計算可以得到基本矢量的作用時間,最后確定矢量作用時間的切換點,采用對稱的七段式生成PWM脈沖。260坐標系SVPWM算法在傳統SVPWM算法下,采用60坐標替換直角坐標,標幺變換之后基本矢量得以歸一化,通過判斷參考電壓標幺值的大小來判斷所在扇區位置,根據扇區旋轉模塊,將其他扇區旋轉到第1扇區,基本矢量的作用時間可以通過第1扇區的查表獲得,極大簡化了系統運算流程。SVPWM算法流程圖如圖2所示。圖2SVPWM的控制算法框圖2.1坐標變換在直角坐標系的基礎上引入60坐標系的概念,定義g軸和h軸,取g軸與-坐標系中的軸重合,逆時針旋轉60作為h軸,如圖3所示。參考電壓矢量Vref在-坐標為(Vg,Vh),在g-h坐標為(Vg,Vh)進行坐標變換,將Vref從-坐標系(兩相靜止坐標系)變換到g-h坐標(60坐標系),可VgVh=1-1姨302姨3姨VV(1)參考電壓矢量Vref由三相旋轉坐標系到g-h坐標的坐標變換關系VgVh=23姨1-1001-姨姨1VAVBVC姨(2)因此將-坐標系中6個基本矢量變換到g-h坐標,可以得到60坐標系下空間矢量圖。如圖4所示。圖3-坐標系變換到g-h坐標系圖4空間矢量圖V1~V6是6個模為2Udc/3的空間基本電壓矢量,因此標幺變換的標幺值Vpu選取為2Udc/3。標幺化可得Vg*Vh*=1VpuVgVh(3)2.2扇區判斷根據Vg*、Vh*大小就可以判斷出參考電壓矢量處于哪個扇區,判斷方法如表1所示。表1大扇區的判斷2.3基本矢量作用時間在采樣周期Ts內,對于一個給定的參考電壓矢量Vref,可認為在周期Ts內保持不變,Vref可近似認為是2個相鄰非零矢量與1個零矢量的疊加(離它最近的3個矢量合成)。

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