徐迅

摘要：本文通过对空间矢量算法的介绍提出了应用于高压变频器级联拓扑结构的调制算法及相关的开关频率优化措施，通过算法分析和波形仿真给出了其在实际产品应用中的可行性。

关键词：空间电压矢量算法、调制算法、开关频率、仿真

中图分类号：G353.11文献标识码：A文章编号：

空间电压矢量算法

三相共有八个空间电压矢量，除两个零矢量外，其余六个非零矢量对称均匀分布在复平面上。对于任一给定的空间电压矢量，均可由八个空间电压矢量合成，如图1所示六个模为的空间电压矢量将复平面均分成六个扇形区域I～VI，对于任一扇形区域中的电压矢量，均可由该扇形区域两边的空间电压矢量来合成。

图 1 空间电压矢量分区

图 1 中，、是矢量、在一个开关周期中的持续时间，是开关周期，也即采样周期。设零矢量的总持续时间为，则有

………………………………………………………………..(1)

令与之间的夹角为，由正弦定律得

………………………..……………..(2)

又因为，则由上面式子可得

……………………………………………..……(3)

其中是的调制系数

…………………………………………………………….…..(4)

对于三相系统某一给定的电压空间矢量，通常有几种合成方法，常见的有四段法和七段法。为了使得波形对称，最大限度地降低开关损耗，本文采用七段调制法。它是将把每个矢量的作用时间一分为二，同时把零矢量时间等分即。这样既可以提高直流电压的利用率，降低逆变器输出谐波含量。例如在第I扇区内，产生的开关序列为，七段法连续开关调制原理如图2-b所示。该方法在一个开关周期中，三相桥臂功率开关器件共开关6次，所以又称“六开关制，其开关函数对称，谐波仍主要集中在开关频率的整数倍附近。