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三電平SVPWM 仿真與實物調試

本人現在在做veinna拓撲結構的整流器控制,話說SPWM調制方式已經出了較好的電流波形(帶很輕的負載),然后繼續調試SVPWM控制的控制方式。

但是目前硬件受限(不能帶大載),加上種種原因吧,SVPWM一直沒有機會完整測試。

我是做DSP的,開始這個軟件從查資料到現在快3個月, 中間還被一些錯誤的經驗誤導。

這里開個貼,分享下自己的調試過程和心得。隨著進展會不斷更新。

這個是帶1K左右負載時的電流和BUS電壓波形,滿載時30KW硬件平臺。d-q模型 + SPWM控制。

20160721_113810

SVPWM的暫時沒有帶載測試,因為目前空載波形不是很理想,沒有加載測試(擔心被炸壞)。這些先上兩張Vienna的SVPWM仿真的調制波形給大家參考。

調制比為1的輸出調制波形(PWM COMP寄存對應的比較值)

vienna svpwm1

調制比為0.6的輸出調制波形(PWM COMP寄存對應的比較值)

vienna svpwm2

==================分割線===============================================

上面的SVPWM是將負半周期翻轉后。

經過這兩個星期調試,SVPWM調制方式目前得到和仿真比較接近的電流波形。

主要問題:

參考的論文都是三相三線制輸入的,三電平的BUS電容中點沒有和輸入電源的N線連接。所以之前的控制中線上有很大電流,

而且相電流在中心比較尖。后來讓硬件改為三相三線輸入。

由于三相三線輸入的電壓不能調得很低,加上現在硬件還不允許帶大載。下面測試的波形是750W和1100W左右的波形。

另外,在采樣上也做了平均值濾波處理。

下圖是電感后線電壓波形。(這一組參數還不是很好)

20160805_113757

下圖是BUS啟動和加載的圖形(BUS啟動時存在過調,經過三次波動4S左右穩定下來,后面電流交大的是加入負載)

20160806_173450

下圖為PWM驅動信號和對應電流波形。

20160806_173612

下圖為A、B兩相電流。

20160806_180336

下圖為投載瞬間,電流比較大,然后開始出現正弦趨勢。

20160806_180736

測試輸入三相線電壓有效值為270V左右,BUS電壓在480,負載接正負BUS,400歐。

目前算是完成了算法的模型驗證。

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

現在調試電流波形感覺比較可以了,但是電感會響。下面是2K負載,輸入270V線電壓有效值,480VBUS電壓。

QQ圖片20160808201013

希望高人指點一下,萬分感激。

 

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

之前測試SVPWM帶載時,負載電阻從400歐到100歐,電感都會響。

后面在論壇上看到一個牛人的帖子:<125KW三電平三相光伏逆變器> 作者: milandini

上面說他的Vce后面醉倒完全方波,沒有波動和跌落。然后我回頭看看我們自己的相電壓波形。

ss2

目前在非過零處出現跌落,然后在過零處出現上上跳變。向上跳變本人分析如下:

黃色是A相正邊驅動,綠色是B相正邊驅動,也就是A相電流是正的,B相電流處于過零處。 紅色向上跳變的地方,A相正向IGBT是關斷的,點位為+BUS/2,B相正向IGBT是從關斷到開通,那么之前B相電流應該是負的,這樣IGBT突然換向開通了,負向電流只能通過負BUS續流二極管流過,導致中點點位為-BUS/2.  然后AB電壓為BUS電壓。

 

但是對于跌落和幾個周期存在跌落情況,我就沒法分析了。

對于過零處處理,我這邊的解決辦法是:在正半周時負半周的 IGBT 常開,負半周時正半周的IGBT常開。

話說之前確實考慮這個問題,但是MATLAB仿真時沒有多大差別,然后理論分析也覺得開關都是一樣,然后為了安全,我一直關著。

上一張修改后電流過零圖:

sss3

發現電流在過零處存在較大的波動。

 

電感響聲就是來自過零處,改過驅動發送方式后,及時電流波形成下面這個樣,電感也不會響。

ssss4

 

 

 

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2016-07-27 11:16
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2016-07-27 13:30
已經被添加到社區經典圖庫嘍
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wentback
LV.1
4
2016-09-06 20:29

今天終于把波形調好了

1.解決了電感響聲的問題

2.使得電流出現正弦化趨勢

上面的帖了里面,存在一個問題:那就是電流紋波很大,之前以為改下常開常關的開關方式,就能夠解決。但實際上加大負載后,電感仍然會響。

那么從解決問題的過程來看,電感的紋波就是電感響聲的根源。 

在解決紋波的過程中,大家一直懷疑算法,懷疑SVPWM輸出的驅動寬度存在問題.  經過更換電感調試,增加電流經過霍爾傳感器繞線圈數發現紋波依然存在,

電感會響。然后我開始測量各處的電位信號,最開始懷疑了BUS中點電位的波動,就和當初三相四線的時候發現N線存在很大電流一樣。

BUS中點存在波動與理論不符合的 異常。 但是這個發現沒有深入繼續研究,而且從別人那里要了一份SVPWM調制的代碼繼續調試。

使用別人的調制計算代碼,輸出的電流波形和我們自己的電流差不多,這樣調了差不多3個星期。

然后又折轉分析BUS波動,各種測量后仍然沒有找到問題。于是自己在仿真中BUS中點和地N點加入一個電容進行仿真,這個時候發現輸出波形和實際測量很像。然后反饋給硬件,硬件去掉了ABC線上連接到BUS中點的Y電容。就這樣,紋波就解決了。

其實在解決紋波后,后面就順理成章的使得電流正弦化了,下面的圖片電流都是電感電流,沒有前級的濾波。

在沒解決紋波之前,怎么調節參數紋波都很大,而且隨著輸入電壓升高,紋波也越來越大。

解決紋波后,投載瞬間的BUS電壓和A相電流,負載33歐。

解決紋波后,投載瞬間的BUS電壓和A相電流,負載33歐。

解決紋波后,投載瞬間的BUS電壓和A相電流,負載100歐。 這一組是市電380V輸入。

這個帖子就寫到這里了,總之在調試過程中仿真還是很重要的,特別對我們這種從0開始的新手。

有人有問題可以微信我 Mrwentback, 大家多多交流

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lvyunzeng
LV.4
5
2016-09-09 15:47
@wentback
今天終于把波形調好了1.解決了電感響聲的問題2.使得電流出現正弦化趨勢上面的帖了里面,存在一個問題:那就是電流紋波很大,之前以為改下常開常關的開關方式,就能夠解決。但實際上加大負載后,電感仍然會響。那么從解決問題的過程來看,電感的紋波就是電感響聲的根源。 在解決紋波的過程中,大家一直懷疑算法,懷疑SVPWM輸出的驅動寬度存在問題. 經過更換電感調試,增加電流經過霍爾傳感器繞線圈數發現紋波依然存在,電感會響。然后我開始測量各處的電位信號,最開始懷疑了BUS中點電位的波動,就和當初三相四線的時候發現N線存在很大電流一樣。BUS中點存在波動與理論不符合的異常。但是這個發現沒有深入繼續研究,而且從別人那里要了一份SVPWM調制的代碼繼續調試。使用別人的調制計算代碼,輸出的電流波形和我們自己的電流差不多,這樣調了差不多3個星期。然后又折轉分析BUS波動,各種測量后仍然沒有找到問題。于是自己在仿真中BUS中點和地N點加入一個電容進行仿真,這個時候發現輸出波形和實際測量很像。然后反饋給硬件,硬件去掉了ABC線上連接到BUS中點的Y電容。就這樣,紋波就解決了。其實在解決紋波后,后面就順理成章的使得電流正弦化了,下面的圖片電流都是電感電流,沒有前級的濾波。在沒解決紋波之前,怎么調節參數紋波都很大,而且隨著輸入電壓升高,紋波也越來越大。[圖片]解決紋波后,投載瞬間的BUS電壓和A相電流,負載33歐。[圖片]解決紋波后,投載瞬間的BUS電壓和A相電流,負載33歐。[圖片]解決紋波后,投載瞬間的BUS電壓和A相電流,負載100歐。這一組是市電380V輸入。[圖片]這個帖子就寫到這里了,總之在調試過程中仿真還是很重要的,特別對我們這種從0開始的新手。有人有問題可以微信我Mrwentback,大家多多交流
樓主花了好多的時間與精力來做此電源,真真的佩服。樓主繼續出精品吧。加油
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wentback
LV.1
6
2016-09-10 11:03
@lvyunzeng
樓主花了好多的時間與精力來做此電源,真真的佩服。樓主繼續出精品吧。加油

謝謝你的鼓勵

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2016-09-10 23:22
@wentback
今天終于把波形調好了1.解決了電感響聲的問題2.使得電流出現正弦化趨勢上面的帖了里面,存在一個問題:那就是電流紋波很大,之前以為改下常開常關的開關方式,就能夠解決。但實際上加大負載后,電感仍然會響。那么從解決問題的過程來看,電感的紋波就是電感響聲的根源。 在解決紋波的過程中,大家一直懷疑算法,懷疑SVPWM輸出的驅動寬度存在問題. 經過更換電感調試,增加電流經過霍爾傳感器繞線圈數發現紋波依然存在,電感會響。然后我開始測量各處的電位信號,最開始懷疑了BUS中點電位的波動,就和當初三相四線的時候發現N線存在很大電流一樣。BUS中點存在波動與理論不符合的異常。但是這個發現沒有深入繼續研究,而且從別人那里要了一份SVPWM調制的代碼繼續調試。使用別人的調制計算代碼,輸出的電流波形和我們自己的電流差不多,這樣調了差不多3個星期。然后又折轉分析BUS波動,各種測量后仍然沒有找到問題。于是自己在仿真中BUS中點和地N點加入一個電容進行仿真,這個時候發現輸出波形和實際測量很像。然后反饋給硬件,硬件去掉了ABC線上連接到BUS中點的Y電容。就這樣,紋波就解決了。其實在解決紋波后,后面就順理成章的使得電流正弦化了,下面的圖片電流都是電感電流,沒有前級的濾波。在沒解決紋波之前,怎么調節參數紋波都很大,而且隨著輸入電壓升高,紋波也越來越大。[圖片]解決紋波后,投載瞬間的BUS電壓和A相電流,負載33歐。[圖片]解決紋波后,投載瞬間的BUS電壓和A相電流,負載33歐。[圖片]解決紋波后,投載瞬間的BUS電壓和A相電流,負載100歐。這一組是市電380V輸入。[圖片]這個帖子就寫到這里了,總之在調試過程中仿真還是很重要的,特別對我們這種從0開始的新手。有人有問題可以微信我Mrwentback,大家多多交流
做的不錯
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2019-11-02 10:49
@空軍通信兵
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