姚 鑫 栗文义 燕 博 贺栋栋

（1.内蒙古工业大学电力学院，呼和浩特 010080；2.内蒙古电力勘察设计院，呼和浩特 010020）

1 引言

风能属于间歇式能源，小型孤立风力发电所产生的电能具有波动性[1]。采用小型永磁发电机的直驱风力发电系统通过变流环节向用户输出合格的电能。传统的整流与逆变往往采用基于二极管的不可控整流器或SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）控制的晶闸管三相桥式电路，优点是电路简单、成本低、控制方法简易；缺点是谐波含量高、功率因数低、逆变出的电压波形不平滑和稳定等[2]。为了克服传统变流方式的缺点，本文对三相电压型整流器和三电平逆变器采用SVPWM方式进行控制，实现整流输出直流电压稳定和逆变输出三相交流电压符合用户要求的目的。

2 三相VSR工作原理[3]

三相PWM电压型整流器（Voltage source rectifier，简称VSR）电路拓扑结构如图1所示。

图1 三相VSR拓扑结构

根据图1所示的拓扑结构，三相静止坐标系下的数学模型为[4]

式中，Usn（n=a，b，c）为电源电压；in（n=a，b，c）为电源侧电流；Sn为开关函数，它有两种状态1和0，1表示某一相的上桥臂导通，0表示某一相的下桥臂导通。对式（1）进行坐标变换，从三相静止坐标系变换到两相同步旋转坐标系下[5]

3 SVPWM原理[6]

SVPWM控制通常要经过扇区判断与选择、扇区内矢量作用时间判定和开关作用时间计算三个环节。

3.1 扇区判断

由于采用三相桥式电路，将空间分为六个扇区。将两相 d -q坐标系变换到α-β坐标系后，得到电压Uα和Uβ，二者合成得到矢量Uout，它与每一相的相电压的关系为

Ur1＞0，则 A=1；Ur2＞0，则 B=1；Ur3＞0，则C=1；不符合上述情况的，皆取零。……