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[分享] 双闭环控制SVPWM的三相整流桥

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发表于 2020-2-3 20:25:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 坠尘 于 2020-2-3 20:57 编辑

基于双闭环控制的SVPWM三相整流桥,先占个坑,本周内填完

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发表于 2020-2-4 20:14:08 来自手机 | 显示全部楼层
马克,666666
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 楼主| 发表于 2020-2-5 20:31:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 坠尘 于 2020-2-5 20:59 编辑

填坑,这个仿真是当时做毕业设计时做的一个仿真,基于双闭环PI控制SVPWM的三相整流桥,在此与大家分享一下。,仿真水平有限,有问题还请指出

第一部分 双闭环控制模块
截图202002051942524004..png
图1 VSR拓扑  
  在三相VSR工作时,将开关管的损耗等效电阻同交流滤波电感等效电阻等合并为R,由KVL可得三相VSR的A相回路方程为

截图202002051944365689..png

  使用派克变换将该方程从三相静止坐标系变换到两相旋转坐标系dq坐标系,并解耦后得到
截图202002051956285537..png

根据解耦后得到的内环系统结构如图所示

截图202002051957314090..png

      对于电压环
     
截图202002052003504316..png
第二部分  SVPWM模块
  将交流侧相电压由直流侧电压与开关函数表示得
截图202002052010455644..png   
  开关函数一共有8中组合,得到下表
   截图202002052013564942..png
  由表3-1可以发现,任意一种开关组合对应的空间电压矢量都可以在复平面上表示出来。得到的三相VSR空间电压矢量分布图如图所示。
截图202002052014522629..png
     接下来讨论空间矢量V*的合成,现以电压矢量V*在扇区Ⅰ为例进行空间电压矢量合成过程分析。V*在扇区Ⅰ,则V*可以由矢量V1V2V07合成,由平行四边形法则得
截图202002052016254975..png
  
其中,      T1为矢量V1在一个开关周期中的作用时间
      T2为矢量V2在一个开关周期中的作用时间
      Ts为一个开关周期
令零矢量V0、7的作用时间为T0则:
截图202002052018259391..png
设矢量V*与矢量V1的夹角为θ,由正弦定理得
截图202002052019188796..png
又 |V1|=|V2|=2Vdc/3,因此
截图202002052020288934..png
m为SVPWM调制系数。
同理可得,空间电压矢量  处于其他扇区时的各电压矢量Vi作用时间Ti见表。
在选取零矢量时,通常考虑选择V0、7使开关状态的变化尽可能的少来降低开关损耗
截图202002052021117836..png
空间电压矢量V*所在扇区的判定
为了确定空间电压矢量V*所在扇区,我们对空间矢量分布图中所含的几何关系进行分析。假设空间电压矢量V*处于扇区Ⅰ,令V*与V1的夹角为θ,V*在实轴上的投影记为vα,在虚轴上的投影记为vβ,则有如下数学关系,
截图202002052022319850..png
矢量V*处于另外几个扇区时,可以同理推导出相应的数学关系式,如下
①   V*处于扇区Ⅰ时:vα>0, vβ>0, vβ/ vα <sqrt(3) ;
②   V*处于扇区Ⅱ时:vβ>0, vβ/ |vα| > sqrt(3);
③   V*处于扇区Ⅲ时:vα<0, vβ>0, -vβ/ vα < sqrt(3);
④   V*处于扇区Ⅳ时:vα<0, vβ<0, vβ/ vα <sqrt(3) ;
⑤   V*处于扇区Ⅴ时:vβ<0, -vβ/ |vα| > sqrt(3);
⑥   V*处于扇区Ⅵ时:vα>0, vβ<0, -vβ/ vα < sqrt(3);
根据以上数学关系式可得,空间电压矢量V*所在扇区是由vβ、  vα-vβ以及-  vα-vβ这三个数学关系决定,将其分别记为Vref1、Vref2、Vref3,并设逻辑变量X1、X2以及X4。当Vref1=vβ>0时,逻辑变量X1=1;反之,则逻辑变量X1=0。当Vref2=  vα-vβ>0时,逻辑变量X2=1;反之,则逻辑变量X2=0。当Vref3=-  vα-vβ>0时,逻辑变量X4=1;反之,则逻辑变量X4=0。令N=X1+2X2+4X4,在根据之前推导出的扇区的数学关系式,得到扇区号与变量N的一个对应关系表:
  扇区号  
  变量N  
3
1
5
4
6
2
零矢量与非零矢量实际作用时间的计算
仍然以矢量V*处于扇区Ⅰ为例。当V*处于扇区Ⅰ时,矢量V*的合成方程为 截图202002052024383918..png
将矢量V*投影到实轴与虚轴上得到矢量vα、vβ
截图202002052024557249..png    
可以求出当矢量V*位于其他扇区时,零矢量与非零矢量的作用时间,结果汇总于表中
截图202002052025341971..png
在不同扇区内,零矢量与非零矢量的作用时间的长短具有相似性,因此定义中间变量X、Y、Z
截图202002052026108539..png
这样就可以用这三个中间变量来简化计算,当扇区变化时,只需要选取对应的中间变量即可
     
  Tk  
Y
Z
X
-Y
-Z
-X
  Tk+1  
X
-Y
-Z
-X
Y
Z
调制波信号的获取

当空间电压矢量V*所在扇区确定之后,进而计算出相应的电压矢量的作用时间,再计算得出开关切换时间并送入寄存器。开关切换时间的公式如下 截图202002052027191925..png
扇区寄存器的分配表如表
扇区号
Tcm1
Tx
Ty
Tz
Tz
Ty
Tx
Tcm2
Ty
Tx
Tx
Ty
Tz
Tz
Tcm3
Tz
Tz
Ty
Tx
Tx
Ty


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 楼主| 发表于 2020-2-5 20:48:34 | 显示全部楼层
模型参数:
主电路
AC220V(ph) DC600V 负载为带反电动势负载,反电动势为400V
截图202002052051267387..png
仿真波形
交流侧电压电流
截图202002052050398096..png
直流侧电压电流
截图202002052049564132..png
VSRRectifier.zip (41.76 KB, 下载次数: 31)
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    发表于 2020-2-9 21:53:09 来自手机 | 显示全部楼层
    这个最终是用simulink仿真的对吧,蟹蟹
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     楼主| 发表于 2020-2-10 17:06:30 | 显示全部楼层
    变流器 发表于 2020-2-9 21:53
    这个最终是用simulink仿真的对吧,蟹蟹

    使用simulink仿真的。
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    发表于 2020-2-11 13:13:40 | 显示全部楼层
    你发的文件是仿真模型的搭建吗
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    发表于 2020-2-29 23:00:09 来自手机 | 显示全部楼层
    想问问eq ed iq id的那个分装块里的控制是什么呀,有点不懂,谢谢

                                   
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     楼主| 发表于 2020-3-2 20:27:52 | 显示全部楼层
    zxy 发表于 2020-2-29 23:00
    想问问eq ed iq id的那个分装块里的控制是什么呀,有点不懂,谢谢

    这一部分是abc转dq坐标系模块,没有控制,只是转换。
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    发表于 2020-3-16 09:15:16 来自手机 | 显示全部楼层
    大佬好,可以把你的matlab仿真模型传上来让我借鉴学习吗

                                   
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