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三电平SVPWM 仿真与实物调试

本人现在在做veinna拓扑结构的整流器控制,话说SPWM调制方式已经出了较好的电流波形(带很轻的负载),然后继续调试SVPWM控制的控制方式。

但是目前硬件受限(不能带大载),加上种种原因吧,SVPWM一直没有机会完整测试。

我是做DSP的,开始这个软件从查资料到现在快3个月, 中间还被一些错误的经验误导。

这里开个贴,分享下自己的调试过程和心得。随着进展会不断更新。

这个是带1K左右负载时的电流和BUS电压波形,满载时30KW硬件平台。d-q模型 + SPWM控制。

SVPWM的暂时没有带载测试,因为目前空载波形不是很理想,没有加载测试(担心被炸坏)。这些先上两张Vienna的SVPWM仿真的调制波形给大家参考。

调制比为1的输出调制波形(PWM COMP寄存对应的比较值)

调制比为0.6的输出调制波形(PWM COMP寄存对应的比较值)

==================分割线===============================================

上面的SVPWM是将负半周期翻转后。

经过这两个星期调试,SVPWM调制方式目前得到和仿真比较接近的电流波形。

主要问题:

参考的论文都是三相三线制输入的,三电平的BUS电容中点没有和输入电源的N线连接。所以之前的控制中线上有很大电流,

而且相电流在中心比较尖。后来让硬件改为三相三线输入。

由于三相三线输入的电压不能调得很低,加上现在硬件还不允许带大载。下面测试的波形是750W和1100W左右的波形。

另外,在采样上也做了平均值滤波处理。

下图是电感后线电压波形。(这一组参数还不是很好)

下图是BUS启动和加载的图形(BUS启动时存在过调,经过三次波动4S左右稳定下来,后面电流交大的是加入负载)

下图为PWM驱动信号和对应电流波形。

下图为A、B两相电流。

下图为投载瞬间,电流比较大,然后开始出现正弦趋势。

测试输入三相线电压有效值为270V左右,BUS电压在480,负载接正负BUS,400欧。

目前算是完成了算法的模型验证。

========================================================================

现在调试电流波形感觉比较可以了,但是电感会响。下面是2K负载,输入270V线电压有效值,480VBUS电压。

希望高人指点一下,万分感激。

 

====================================================================

之前测试SVPWM带载时,负载电阻从400欧到100欧,电感都会响。

后面在论坛上看到一个牛人的帖子:<125KW三电平三相光伏逆变器> 作者: milandini

上面说他的Vce后面醉倒完全方波,没有波动和跌落。然后我回头看看我们自己的相电压波形。

目前在非过零处出现跌落,然后在过零处出现上上跳变。向上跳变本人分析如下:

黄色是A相正边驱动,绿色是B相正边驱动,也就是A相电流是正的,B相电流处于过零处。 红色向上跳变的地方,A相正向IGBT是关断的,点位为+BUS/2,B相正向IGBT是从关断到开通,那么之前B相电流应该是负的,这样IGBT突然换向开通了,负向电流只能通过负BUS续流二极管流过,导致中点点位为-BUS/2.  然后AB电压为BUS电压。

 

但是对于跌落和几个周期存在跌落情况,我就没法分析了。

对于过零处处理,我这边的解决办法是:在正半周时负半周的 IGBT 常开,负半周时正半周的IGBT常开。

话说之前确实考虑这个问题,但是MATLAB仿真时没有多大差别,然后理论分析也觉得开关都是一样,然后为了安全,我一直关着。

上一张修改后电流过零图:

发现电流在过零处存在较大的波动。

 

电感响声就是来自过零处,改过驱动发送方式后,及时电流波形成下面这个样,电感也不会响。

 

 

 

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2016-07-27 11:16
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2016-07-27 13:30
已经被添加到社区经典图库喽
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wentback
LV.1
4
2016-09-06 20:29

今天终于把波形调好了

1.解决了电感响声的问题

2.使得电流出现正弦化趋势

上面的帖了里面,存在一个问题:那就是电流纹波很大,之前以为改下常开常关的开关方式,就能够解决。但实际上加大负载后,电感仍然会响。

那么从解决问题的过程来看,电感的纹波就是电感响声的根源。 

在解决纹波的过程中,大家一直怀疑算法,怀疑SVPWM输出的驱动宽度存在问题.  经过更换电感调试,增加电流经过霍尔传感器绕线圈数发现纹波依然存在,

电感会响。然后我开始测量各处的电位信号,最开始怀疑了BUS中点电位的波动,就和当初三相四线的时候发现N线存在很大电流一样。

BUS中点存在波动与理论不符合的 异常。 但是这个发现没有深入继续研究,而且从别人那里要了一份SVPWM调制的代码继续调试。

使用别人的调制计算代码,输出的电流波形和我们自己的电流差不多,这样调了差不多3个星期。

然后又折转分析BUS波动,各种测量后仍然没有找到问题。于是自己在仿真中BUS中点和地N点加入一个电容进行仿真,这个时候发现输出波形和实际测量很像。然后反馈给硬件,硬件去掉了ABC线上连接到BUS中点的Y电容。就这样,纹波就解决了。

其实在解决纹波后,后面就顺理成章的使得电流正弦化了,下面的图片电流都是电感电流,没有前级的滤波。

在没解决纹波之前,怎么调节参数纹波都很大,而且随着输入电压升高,纹波也越来越大。

解决纹波后,投载瞬间的BUS电压和A相电流,负载33欧。

解决纹波后,投载瞬间的BUS电压和A相电流,负载33欧。

解决纹波后,投载瞬间的BUS电压和A相电流,负载100欧。 这一组是市电380V输入。

这个帖子就写到这里了,总之在调试过程中仿真还是很重要的,特别对我们这种从0开始的新手。

有人有问题可以微信我 Mrwentback, 大家多多交流

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lvyunzeng
LV.4
5
2016-09-09 15:47
@wentback
今天终于把波形调好了1.解决了电感响声的问题2.使得电流出现正弦化趋势上面的帖了里面,存在一个问题:那就是电流纹波很大,之前以为改下常开常关的开关方式,就能够解决。但实际上加大负载后,电感仍然会响。那么从解决问题的过程来看,电感的纹波就是电感响声的根源。 在解决纹波的过程中,大家一直怀疑算法,怀疑SVPWM输出的驱动宽度存在问题. 经过更换电感调试,增加电流经过霍尔传感器绕线圈数发现纹波依然存在,电感会响。然后我开始测量各处的电位信号,最开始怀疑了BUS中点电位的波动,就和当初三相四线的时候发现N线存在很大电流一样。BUS中点存在波动与理论不符合的异常。但是这个发现没有深入继续研究,而且从别人那里要了一份SVPWM调制的代码继续调试。使用别人的调制计算代码,输出的电流波形和我们自己的电流差不多,这样调了差不多3个星期。然后又折转分析BUS波动,各种测量后仍然没有找到问题。于是自己在仿真中BUS中点和地N点加入一个电容进行仿真,这个时候发现输出波形和实际测量很像。然后反馈给硬件,硬件去掉了ABC线上连接到BUS中点的Y电容。就这样,纹波就解决了。其实在解决纹波后,后面就顺理成章的使得电流正弦化了,下面的图片电流都是电感电流,没有前级的滤波。在没解决纹波之前,怎么调节参数纹波都很大,而且随着输入电压升高,纹波也越来越大。[图片]解决纹波后,投载瞬间的BUS电压和A相电流,负载33欧。[图片]解决纹波后,投载瞬间的BUS电压和A相电流,负载33欧。[图片]解决纹波后,投载瞬间的BUS电压和A相电流,负载100欧。这一组是市电380V输入。[图片]这个帖子就写到这里了,总之在调试过程中仿真还是很重要的,特别对我们这种从0开始的新手。有人有问题可以微信我Mrwentback,大家多多交流
楼主花了好多的时间与精力来做此电源,真真的佩服。楼主继续出精品吧。加油
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wentback
LV.1
6
2016-09-10 11:03
@lvyunzeng
楼主花了好多的时间与精力来做此电源,真真的佩服。楼主继续出精品吧。加油

谢谢你的鼓励

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2016-09-10 23:22
@wentback
今天终于把波形调好了1.解决了电感响声的问题2.使得电流出现正弦化趋势上面的帖了里面,存在一个问题:那就是电流纹波很大,之前以为改下常开常关的开关方式,就能够解决。但实际上加大负载后,电感仍然会响。那么从解决问题的过程来看,电感的纹波就是电感响声的根源。 在解决纹波的过程中,大家一直怀疑算法,怀疑SVPWM输出的驱动宽度存在问题. 经过更换电感调试,增加电流经过霍尔传感器绕线圈数发现纹波依然存在,电感会响。然后我开始测量各处的电位信号,最开始怀疑了BUS中点电位的波动,就和当初三相四线的时候发现N线存在很大电流一样。BUS中点存在波动与理论不符合的异常。但是这个发现没有深入继续研究,而且从别人那里要了一份SVPWM调制的代码继续调试。使用别人的调制计算代码,输出的电流波形和我们自己的电流差不多,这样调了差不多3个星期。然后又折转分析BUS波动,各种测量后仍然没有找到问题。于是自己在仿真中BUS中点和地N点加入一个电容进行仿真,这个时候发现输出波形和实际测量很像。然后反馈给硬件,硬件去掉了ABC线上连接到BUS中点的Y电容。就这样,纹波就解决了。其实在解决纹波后,后面就顺理成章的使得电流正弦化了,下面的图片电流都是电感电流,没有前级的滤波。在没解决纹波之前,怎么调节参数纹波都很大,而且随着输入电压升高,纹波也越来越大。[图片]解决纹波后,投载瞬间的BUS电压和A相电流,负载33欧。[图片]解决纹波后,投载瞬间的BUS电压和A相电流,负载33欧。[图片]解决纹波后,投载瞬间的BUS电压和A相电流,负载100欧。这一组是市电380V输入。[图片]这个帖子就写到这里了,总之在调试过程中仿真还是很重要的,特别对我们这种从0开始的新手。有人有问题可以微信我Mrwentback,大家多多交流
做的不错
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2019-11-02 10:49
@空军通信兵
做的不错
有没有参考资料?
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