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1、主电路拓扑结构（三相VSR）,主电路拓扑结构及其开关等效图如下：,电路满足电源是三相完全对称正弦电源及电感是线性不饱和两个条件，根据电路基尔霍夫定律，可以提出其数学模型。,其三相ABC坐标数学模型如右图：,这种VSR数学模型有物理意义清晰、直观的特点，但其交流侧均为时变交流量，因此不利于系统的控制。 为此，通过坐标变换将三相对称静止坐标系转换成以电网基波频率同步旋转的（d，q）坐标系（将正弦变量转成直流变量）。,坐标转换原理（abcdq）,先将三相静止abc坐标系转换成两相静止坐标系进而转化成dq旋转坐标系。 把旋转的空间矢量通过坐标变换,分解成以交流频率同步旋转的两个dq轴正交量,并把d-q
2、坐标上的这两个分量作为直流分量,于是不用考虑旋转或者频率等交变问题,可以使控制变得更简单容易这就是在d-q坐标系下进行控制的一大优势,三相VSR在dq坐标系下的数学模型,三相VSR的svpwm控制策略,若适当选取同步旋转坐标系(d,q)的初始参考轴方向,如q轴与电网电动势矢量E重合,则q轴表示有功分量参考轴,而 d 轴表示无功分量参考轴,从而有利于三相 VSR 网侧有功、无功分量的独立控制。 采用双环控制,即电压外环和电流内环电压外环的作用主要是控制三相 VSR 直流侧电压,而电流内环的作用主要是按电压外环输出的电流指令进行电流控制,如实现单位功率因数正弦波电流控制,电流内环控制系统设计,设d
3、q坐标系中q轴与电网电动势矢量Er重合,则电网电动势矢量d轴分量 e d=0。从三相 VSR dq模型方程(4.35)看出,由于V SR dq轴变量互相耦合,因而给控制器设计造成一定困难“为此,可采用前馈控制策略,当电流调节器采用PI调节器时。有 此时可以看到id、iq已经实现了解耦，故电流环如下：,暂不考虑扰动，合并小时间常数Ts，电流内环开环传递函数为 按照I型系统设计原则将零极点抵消且取系统阻尼比=0.707时，得出枯电流环设计参数为： 电流内环传递函数为：,电压外环控制系统设计,其结构图如下： Wciq（s）是电流内环传函。 电压外环的主要控制作用是稳定直流电压,所以设计着重考虑电压环
4、的抗扰性能,因此选择典型且型系统设计电压调节器“系统的开环传递函数为：,由二型系统得出中频宽 根据典型二型系统参数整定关系,得 工程上取h=5，最后得出所需的电压外环设计参数为：,三相VSRPWM的SVPWM调试步骤,计算合成电压矢量V*； 判断V*所在扇区； 确定基本开关矢量及作用顺序； 计算开关矢量作用时间，生成PWM信号。,整流器的空间电压矢量： （根据其桥臂开关函数的可能性，由其主电路拓扑结构结合基尔霍夫电压定律和三相对称电源的特性可以得到右边这个空间矢量图）,矢量V*的合成,由整流器电压空间矢量图可知，任意扇面的V*都可以由都可以由扇面区域VSR空间矢量来合成。 举扇面一为例： 基于V及V确定扇区的方法,先定义三个变量B0，B1，B2，如下式： 利用上式算得扇区值P： 其中sign(x)是符号函数，若X0,则sign(x)为1，反之则为0.由此可确定扇区编号：,各电压作用矢量时间计算,还是以扇面1为例 同理可以推导出V在其它扇区相邻电压矢量的作用时间，定义如下XYZ 三个中间变量:,可得V在不同扇区相邻电压矢量作用时间赋值：,当T1+T2Ts时,即出现过调制,这时取,空间矢量作用顺序：,系统的Simulink仿真,VSR及其控制系统的结构图如下：,控制系统子模块结构图,坐标变换子模块,Svpwmmodel模块,扇区判别与编号模块,