摘 要：對于三相電壓型、電流型變流器進(jìn)行了低頻建模，分析了三相電壓型整流器在spwm與5vm調(diào)制方式下的升壓特性和電流型變流器在spwm調(diào)制下的降壓工作特性。

    關(guān)鍵詞：低頻模型：svm：spwm

    0 引言

    當(dāng)能量從交流側(cè)向直流側(cè)傳送時，電壓型spwm變流器具有升壓特性，電流型spwm變流器具有降壓特性。電壓型5pwm變流器工作原理與buck直流斬波器相似，因而將boost直流斬波器的概念引入三相電壓型spwm變流器。而電流型spwm變流器工作原理則近似buck直流斬波器。

    本文對三相電壓spwm變流器和電流型spwm變流器建立了低頻數(shù)學(xué)模型。分析了在spwm和svm調(diào)制方法下三相電壓型變流器的

    升壓特性和spwm調(diào)制方式下三相電流型變流器的降壓特性。對于三相變流器電路工作模式分析具有較大指導(dǎo)意義。

    1 三相spwm變流器的低頻數(shù)學(xué)模型

    三相電壓型spwm變流器主電路拓?fù)淙鐖D1所示。從直流側(cè)的角度出發(fā)，以單位功率因數(shù)整流器為例，討淪三相電壓型spwm變流器的低頻數(shù)學(xué)模型。電壓型單位功率因數(shù)變流器的等效電路如圖2所示。其低頻相量圖如圖3所示。在低頻時式(1)成立。

    式中：vdc為變流器直流側(cè)電壓；

    (sa1，sb1，sc1)為三相調(diào)制波函數(shù)的基波分量；

    (va1，vb1，vc1)為變流器交流側(cè)電壓的基波分量。

    三相開關(guān)函數(shù)基波分量為

    式(2)中若載波幅值為1，則m為幅度調(diào)制比。

    由圖3得變流器交流側(cè)電壓基波為

    由式(4)可見，電壓型變流器直流電壓輸出與幅度調(diào)制比成反比。當(dāng)幅度調(diào)制比增加吋，同一載波周期內(nèi)脈寬增加，但直流輸出卻減小。因而，三相電壓型spwm變流器具有boost電路的特性。在三相對稱運行時，變流器的每相電壓獨立，各相也具有boost特性。此外，三相電壓型spwm變流器還具有如下特點：

    1)三相spwm變流器等效為兩個boost直流斬波器同時工作；

    2)三相spwm變流器能量可以雙向流動，四象限運行。

    三相電流型變流器主電路拓?fù)淙鐖D4所示。

    同樣可以分析三相電流型變流器的低頻模。三相電流型變流器等效電路如圖5所示，矢量圖如圖6所示。

    由電流型變流器的低頻相暈圖可得電容電壓為式中：vdc為直流側(cè)電壓；

    idc為直流側(cè)電流。

    由三相對稱系統(tǒng)三相電流瞬時值和為常數(shù)，得電流型變流器輸出電壓為

    由式(10)可見，電流型變流器直流輸出電壓與幅度調(diào)制比成正比。當(dāng)幅度調(diào)制比減小時，同一載波周期內(nèi)脈寬減小，直流輸山減小。因而，三相電流型spwm變流器具有降壓電路的特性。

    2 三相電壓型svm變流器的升壓特性分析

    2-levelsvm的丌關(guān)狀態(tài)矢量如圖7所示，其實現(xiàn)方法是：在一個采樣周期內(nèi)，參考矢量vi，vi+1由相鄰的兩個非零開關(guān)矢量vi、vi+1和零矢量v0合成，如式(11)所示。

    vrt=viti+vi+1ti+1+v0t0 （11）

    式中：t為采樣周期；

    ti，ti+1，t0分別為開關(guān)矢量v