硕士学位论文
2.确定三个基本矢量的模块
利用ceil和floor两个函数，实现对参考矢量坐标的向上取整和向下取整，再利用公式(3-6)判断出第三个基本矢量，判据的结果同时用来计算作用时间。如图3-21所示，为了区别仿真图中分别用Ubl和Ulb代替上文中的UUL和ULU。其中Ubl和Ulb必然是基本矢量，Uxx是通过判断选择的基本矢量。图3-22为计算三个基本矢量占空比的模块，In3即为选择基本矢量的判据结果，输出的结果为三个基本矢量的占空比。
图3-21确定三个基本矢量的模块
Figure 3-20The module of three basic vector of estimate
3.确定三个基本矢量类型的模块
确定三个基本矢量的类型，需验证解方程组根的个数。如图3-23所示，验证i?0时是否满足方程组开关状态函数的要求，如果满足输出端子2即O1?1，同时输出U1对应的三相开关状态U10??0,?u1g,?u1g?u1h? ，否则O1?0即i?0不满足要求。同理可以验证i?1,i?2，将三个验证的结果O1值相加即为该基本矢量的开关状态函数根的个数,再依据表3-4即可判断出该基本矢量的类型。
图3-22计算三个基本矢量占空比的模块
Figure 3-22Calculates the duty cycle of the the module of three basic vector
26
3 三电平空间矢量（SVPWM）算法及仿真
图3-23是验证i?0时是否满足方程组开关状态函数的建模
Figure 3-24 Verify that i?0meet the state function modeling equations switch
4.分配基本矢量作用顺序和作用时间的模块
如图3-24所示，三个基本矢量的类型为两个小矢量和一个零矢量，则三个基本矢量根的个数为n1+n2+n3=5。将根的和带入公式
n?3?n1?2??2?n2?2??(n3?2)，有n的值的分配三个基本矢量的作用顺
序，图中三个基本矢量有三种组合，输出的结果中U1和U2是小矢量，有两种组合，零矢量的三种组合中只选择了[1 1 1]这一种状态。n值的结果同时用来安排基本矢量的作用时间的顺序，如图3-25所示。
图3-24分配基本矢量作用顺序的模块
Figure 3-25Assigned the order of the role of basic vector module
27
硕士学位论文
图3-25分配基本矢量作用时间的模块
Figure 3-25 Assigned the module of basic vector duration of action
3.4.2 60°坐标系下三电平空间矢量算法的仿真结果
仿真使用了三相阻感性负载进行研究，电阻 R=10Ω ，电感 L=45 mH，直流电压为 720 V，调制比M=0.804，给出了采样频率为1 kHz、三电平逆变器输出的电压频率为 50 Hz的波形。
如图3-26所示，为参考矢量在60°坐标系下的坐标值，坐标的取值范围在[-2 2]。Ug和Uh的波形见图中的箭头标识。
t/s
图3-26参考矢量在60°坐标系下仿真波形
Figure3-26 Reference vector in coordinate system of 60 ° simulation wave
基本矢量的选择依据公式(3-6)，根据差值的符号来选择第三个基本矢量。如图3-27所示，图中一共有四幅仿真波形，依次是UUU、
ULL、公式(3-6)差的值和选择后的第三个基本矢量。从四幅波形图的
对比中，可知：当差的值大于等于零时，第三个基本矢量波形图为
UUU；当差值小于零时，第三个基本矢量波形图为ULL。仿真结果证如图3-28所示，有两幅波形图，上面一个波形是Ubl根的个数，
实了建模的正确性，为下面的矢量类型的判断做好了铺垫。 下面一个波形是三个基本矢量根的和。有图中可以看到在参考矢量扫完整个周期，Ubl的根的值有1和2两种，即输出的参考矢量类型
28
3 三电平空间矢量（SVPWM）算法及仿真 有大、中和小矢量。加上另外的两个基本矢量，即得到下面一个的波形。下面的一个波形值为4和5，当值是4时三个基本矢量的类型分布为：大矢量、中矢量、小矢量；当值是5时三个基本矢量类型分布为：小矢量、小矢量、中矢量。依次类推，可以知道在参考矢量在任意位置对应的基本类型的分布。如图3-29所示，在M=0.412时Ubl和三个基本矢量根的和的波形图，根据根的值为4和5可判断Ubl类型在整个扇区为小矢量和零矢量，三个根的始终为7，说明三个基本矢量分布类型为：小矢量、小矢量和零矢量，即参考矢量始终处于小三角的A区域中。
t/s
图3-27确定三个基本矢量的仿真波形
Figure 3-27 To determine the three basic simulation waveform vector
t/s
图3-28 确定基本矢量类型和三个基本矢量类型的仿真结果
Figure 3-28 To determine the basic vector types and three basic vector type of
simulation results
29
硕士学位论文
t/s
图3-29M=0.412时确定基本矢量类型和三个基本矢量类型的仿真结果 Figure 3-29 To determine the basic vector types and three basic vector type of
simulation results whenM=0.412
图3-30、3-31是最终输出的相电压和线电压波形，相电压输出的为三电平，线电压输出的为五电平，从图中的波形可知该算法与传统三电平空间矢量算法的输出的波形相似。
如图3-32所示，仿真采用的三相阻感作为负载，所以滤波后的线电压要超前线电流。
t/s
图3-30逆变器输出的相电压波形
Figure 3-30 inverter output phase voltage waveform
t/s
图3-31逆变器输出的线电压波形
Figure 3-31 inverter output line voltage waveform
30