由和两节内容，通过计算确定仿真系统主回路参数Ώ,三相的空间矢量控制三相空间矢量控制的基本原理世纪年代期间，为了对交流电机负载进行控制，德国的等人提出了矢量变换控制的方法，将三相交流电机系统通过矢量变换，转换至两相坐标系中进行控制,从而在不高的开关频率条件下,提高了电压型逆变器的电压利用率和电动机的动态性能。空间矢量控制策略是依据变流器空间电压矢量的切换来控制变流器的种新颖的控制策略。如果抛开磁场定向控制中所包含的关于电机的物理概念，那么这种控制方式实际上是种将三相系统的电压统考虑，并转换至两相系统中进行研究的方法。其实现方式和电机模型没有本质上的联系，因此将其移植到三相非电机负载可逆整流器的控制中，控制效果不会受到影响。控制方式，实质上是种不同于规则采样方式的脉宽调制波产生方式，其最大特点体现在对三相系统的统表达和控制，以及对幅值和相位的同时控制。整流器控制的关键就是确定六个开关管的开通状态和时间，其状态必须满足在同时间只有三个开关管处于导通状态，另三个开关管处于判断状态同桥臂上下两个管子处于互补状态，避免上下桥臂直通。空间矢量算法就是根据整流器交流侧所需的确定开关管的工作状态。三相空间电压矢量分布三相空间电压矢量描述了三相交流侧相电压在复平面上的空间分布，易得将种开关函数组合代入上面的式子即得到相应的三相交流侧电压值，如下表所示表不同开关组合时的电压值分析上表可以得到，三相不同开关组合时的交流侧电压可以用个模为的空间电压矢量在复平面上表示出来,,,由于三相开关的有限组合，因而其空间电压矢量只有条，如图所示，其中由于模为零而称为零矢量。显然，开关组合就对应条空间矢量，该开关组合时的即为该空间矢量在三轴上的投影。对于任意给定的三相基波电压，若考虑三相平衡系统，即，则可在复平面内定义电压空间矢量图三相空间电压矢量分布式表明如果是角频率为的三相对称正弦波电压，那么矢量既为模为相电压峰值，且以角频率按逆时针方向匀速旋转的空间矢量，而空间矢量在三相坐标轴上的投影就是对称的三相正弦量。实际上，对于对称的三相拓扑结构，有整流器的控制算法按照传统的计算方法，如图所示，为空间矢量在轴上的坐标值，。通常情况下，由确定在空间矢量上的角度，进而通过反正切函数及正弦函数求出矢量作用的时间。进行的数字算法难以用传统方法计算电压空间矢量的位置和作用时间，因为反正切计算复杂，若采用查表法又会浪费较大的空间。本文采用的是种电压空间矢量的简单算法，可直接采用参考电压来判断扇区和作用时间。图在坐标系的分布扇区的确定根据空间电压矢量在坐标系，的分量，定义个参考量分别为定义函数根据式计算得到系数，与所属扇区的关系如表所示。表与各扇区的对应关系表矢量作用时间的确定三相空间电压矢量共有条，除条零矢量外，其余条非零矢量对称均匀分布在复平面上。对于任给定的空间电压矢量，均可由条三相空间电压矢量合成，如图所示。所属扇区ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅠⅡⅢⅣⅤⅥ图空间电压矢量分区及合成上图中，条模为的空间电压矢量将复平面均分成六个扇形区域，对于任扇形区域中的电压矢量，均可由该扇形区两边的空间电压矢量来合成。如果在复平面上匀速旋转，就对应得到了三相对称的正弦量。实际上，由于开关频率和矢量组合的限制，的合成矢量只能以步进速度旋转，从而使矢量端点运动轨迹为多边形准圆轨迹。显然，开关频率越高，多边形准圆轨迹就越接近圆。若在区时，则可由，和合成，依据平行四边形法则，有式中矢量在个开关周期中的持续时间开关周期令零矢量的持续时间为，则令与间的夹角为，由正弦定律算得又因为,则联立上面两式子，易得式中调制系数，并且对于零矢量的选择，主要考虑或应使开关状态变化尽可能少，以降低开关损耗。在个开关周期中，令零矢量插入时间为，若其中插入的时间为，则插入的时间则为,其中。实际上，对于三相给定的电压空间矢量，常有以下几种合成方法，以下讨论均考虑在空间矢量区域的合成。方法该方法将零矢量均匀地分布在矢量的起终点上，然后依次由，按三角形方法合成，如图所示。另外再从该合成法的开关函数波形上见图分析，个开关周期中，上桥臂功率管共开关次，由于开关函数波形不对称，因此谐波分量主要集中在开关频率以及上。合成开关函数波形图合成方法方法二合成开关函数波形图合成方法二矢量合成仍然将零矢量均匀的分布在矢量的起终点上。但与方法不同的是，除零矢量外，依次由合成，并从矢量中点截出两个三角形，如图所示。另外，由图的开关函数波形份析，个开关周期中上桥臂功率管共开关次，且波形对称，因而其谐波分量仍主要分布在开关频率的整数倍频率附近。方法三潮泳基于电压空间矢量调制的单位功率因数三相整流器的研究硕士学位论文成都西南交通大学，孙业树，周新云，李正明空间矢量的仿真农机化研究，张勋，甘长海，王兵，钟炎平整流器的电流解耦控制研究武汉空军雷达学院学报张志刚，黄守道，任光法，陈继华三相电压型整流器控制策略研究长沙长沙大学学报赵葵银，王辉，吴俊三相高功率因数整流器的研究电气开关，接峰三相整流器及其控制毕业论文浙江大学，陈志强三相电压型整流器研究华中科技大学，刘巍三相电压型整流器系统的设计与实现东北大学，合成开关函数波形图合成方法三将零矢量周期分成三段，其中矢量的起终点上均匀地分布矢量，而在矢量中点出分布矢量，而且。除领矢量外，矢量合成与方法二类似，即均以矢量中点截出两三角形，的合成矢量图如图所示，从开关函数波形见图可以看出，在个开关周期，该方法使桥臂功率管开关次且波形对称，其谐波仍主要分布在开关频率的整数倍频率附近。上述分析表明，空间矢量合成，不同方法各有其优缺点。综合来看，第三种方法较好，该方法中开关损耗及谐波均相对较低但从算法的简单性上看，第种方法较好。当位于其它扇区时其计算方法样，定义如下三个变量则相应的和也可以用来表示，它们的对应关系如表所示。表与的对应关系表所属扇区ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ在动态调节过程中，当时出现过调制现象，需要重新定义矢量的作用时间开关矢量的确定为了保证系统在各种情况下，每次切换都只涉及只开关，电压空间矢量采用七段空间矢量合成方式每个矢量均以开始和结束，中间零矢量为，非零矢量保证每次只切换只开关，由于后三段矢量及其作用时间与前三段时间关于零矢量对称，如表所示。以第Ⅰ扇区为例，围成第Ⅰ扇区相邻两个向量分别为和，这里采用零矢量对称的插法，则三相桥臂导通情况可用下图表示图第Ⅰ扇区三相桥臂分配时间转换顺序为。其他扇区向量的转换顺序见下表。表作用于三相桥臂向量的转换顺序表扇区作用于三相桥臂上的向量的转换顺序ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ由以上对矢量扇区，矢量作用时间和开关矢量的分析可知，通过判断给定空间电压矢量在不同的扇区，选用适当的开关矢量，计算出矢量作用时间，即可合成所需要的电压空间矢量。定义其他扇区各相桥臂的导通时间列于表。表各相在不同扇区中的导通时间分配表扇区相序ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ仿真基于空间电压矢量的直接电流控制的三相整流器的仿真基于空间电压矢量波生成模块模型建立扇区的选择模块图扇区的选择过程量的计算模块图的计算电路矢量作用时间的计算模块图矢量作用时间的生成电路扇区切换点的计算模块图扇区切换点计算电路图波生成模块图波的生成电路图基于空间电压矢量的波调制整体模块图波生成结构图整流器的主回路及控制系统模型的建立整流器主回路的模型图整流器主回路电路整流器坐标变换模块图从坐标系到坐标系的变换图到时坐标系的变换整流器控制模块图整流器双闭环控制模块三相整流器及其控制系统的整体结构图图整流器仿真模块封闭图图整流器仿真图整流器仿真波形直流侧输出电压波形图图直流侧输出电压电网侧电流跟踪电压的波形图图相电流跟踪电压波形图网侧三相电压的波形图图三相电压的电压波形图网侧三相电流的波形图图三相电流的波形图从以上组图可以看出，其直流输出电压经过很短时间后就达到给定的输出电压值且能够保持稳定网侧电流能够很好的跟踪电压的变化，达到近单位功率因数其网侧三相电压波形电流波形接进正弦波，对电网不会造成谐波污染。通过以上的仿真，得出本文所研究的三相电压型整流器的性能良好，证实了本文方案的可行性与可靠性。总结与展望整流器作为种电能变换装置，既可以实现整流状态下给负载供电,又可以实现有源逆变状态下的四象限运行，且实现网侧单位功率因数运行，动态响应快,网侧谐波少等优点，是真正的节能环保装置，特别是在变频调速系统太阳能发电等领域中运用前景广泛。本文就针对三相电压型整流器进行了详细的分析和研究，主要有以下内容对所研究的三相电压型整流器主电路拓扑结构和工作原理进行了详细的分析根据系统要求确定额定电量参数，由所设计整流器的性能要求和选取原则，对电网侧交流滤波电感进行了设计，进步对直流侧电容参数进行了选取。根据系统的主电路结构，对在三相静止坐标系两相静止坐标系以及两相旋转坐标系下的数学模型进行了推导，对系统的控制系统进步分析，确立了电流内环电压外环的双闭环控制策略，并对在数学模型下的控制器参数进行了设计，此外还对电压空间矢量控制原理进