三相逆变器功率计算

关于SVPWM基本原理的迷惑

在三相逆变器中，相电压空间电压矢量的合成基于一个特定的坐标系。该坐标系以点N为参考点，N点位于0.5Udc处。矢量的合成遵循平行四边形法则，而矢量的方向则通过逆变器三相相电压矢量UAN、UBN、UCN的正方向来定义。

三相逆变器的8种开关状态对应于8个合成相电压矢量。在电路和参考坐标系确定的情况下，合成矢量的位置完全取决于开关状态。例如，当Sa,b,c=(1,0,0)，UAN=Udc/2,UBN=UCN=-Udc/2时，合成矢量的幅值为Udc，方向为A轴，即为V4。

当三相电压为对称正弦电压时，Ua=Um*cos(wt)，Ub=Um*cos(wt-2pi/3)，Uc=Um*cos(wt+2pi/3)，在上述三相参考坐标系下，其合成电压矢量逆时针旋转，旋转角速度为w，幅值为(3/2)Um。例如，Um=200V，则合成矢量的幅值为300V。在SVPWM中，若要生成峰值为200V的正弦波，则给定矢量的幅值须为300V。

有时为了方便，直接定义上述合成矢量的2/3为空间电压合成矢量，这样形式上合成矢量的幅值和交流电压的幅值相等，但实际上两者本质相同。这一定义使得空间电压矢量和实际电压矢量的幅值相等，简化了电压矢量的设计和应用。

因此，在SVPWM中，通过定义合成矢量的2/3为标准幅值，可以更方便地生成所需的正弦波电压。这一原理为SVPWM在实际应用中提供了理论基础。

PLECS 应用示例（78）：三相电压源逆变器（Three-Phase Voltage Source Inverter）

三相电压源逆变器(VSI)模型展示了一个从直流电压源产生交流电流和电压的逆变器电路。此模型设计用于实现10千瓦的额定功率，并提出了三种不同的脉宽调制(PWM)方案来控制VSI输出。

直流电压源提供700伏的电压，代表系统中的电池、太阳能阵列或整流器。逆变器连接到230Vrms、50Hz的低压电网，电网表示为刚性交流电压源。并网电抗为基础阻抗的10%，并包含小电阻来模拟电感器损耗。电感器电流被初始化为单位功率因数下10kW的期望额定功率，以避免启动期间的瞬态。

可配置子系统“控制器Controller”包含三种常见的PWM方法：正弦PWM、空间矢量(SV)PWM和滞后PWM。选择不同的调制器类型将呈现不同的控制参数。通常，VSI输出端电压或参考电流将使用闭环控制方法动态计算，但在模型中使用固定值。正弦和SV PWM配置中，参考信号是VSI输出端子处的期望平均电压，VSI输出电流与电网电压相位差决定了输出电压幅度和角度。正弦PWM实现使用对称PWM组件，其采样参数配置对调制指数输入进行采样的不同方式。滞后PWM是一种电流控制的PWM方案，调节逆变器的输出电流至恒定迟滞带内的参考电流。

模型配置了运行多个实验，比较每个调制器的性能。通过检查输出波形、总谐波失真(THD)、谐波频谱分析和磁滞带，可以比较每种调制策略产生的谐波。

通过比较，发现SV PWM在输出端产生的谐波失真较小，与相同开关频率的正弦PWM相比。正弦PWM和SV PWM方案的主谐波以开关频率的整数倍为中心，而磁滞PWM产生的谐波是非周期性的，并在谐波频谱中具有频率含量。

模型讨论了无调节三相VSI的运行，并实现了三种调制技术，比较了每种调制策略产生的谐波。此模型授权英富美(深圳)科技有限公司提供翻译与发表，所有权属于瑞士商Plexim GmbH所有。如有任何用途，请先获得所有权人允许。

三相对称电路的瞬时功率

探索三相对称电路的瞬时功率奥秘

在深入理解电力系统中，三相对称电路的瞬时功率是关键概念。它不仅与有功功率和无功功率紧密相连，还揭示了电路运行的动态特性。让我们先从基础知识开始，逐步揭示它们之间的关系。

前言：空间矢量的桥梁

想象一下，就像信天翁优雅地在天空中翱翔，空间矢量坐标变换是理解三相对称电路的导航灯塔。SVPWM并网逆变器就像是这架飞机的引擎，它们共同构建了电路的动态平衡。

单相电路的基石

以RL支路为例，让我们剖析其背后的数学原理。电流和电压的瞬时变化如下：

电阻和电感的瞬时功率表现各异：电阻吸收的功率始终正值，它在基波周期内的平均值就是电路的有功功率P；而电感则如同钟摆，其瞬时功率波动，一个周期内平均为零，反映了能量的储存和释放，其幅值定义为无功功率Q。

复阻抗的揭示

当我们将电压和电流放入复阻抗的框架中，有功功率和无功功率的公式得以呈现：

通过相量表示，我们可以更直观地计算这些参数：

迈向三相的复杂世界

当扩展到三相对称电路，我们采用空间矢量合成，将电压和电流视为三相静止坐标系中的矢量。电路中的瞬时电流和电压如下：

在这个新坐标系中，等功率变换是一个关键步骤，通过调整矢量幅值，确保瞬时功率与各相有功和无功功率一一对应。

瞬时功率的定义与计算

有了这些工具，我们定义三相瞬时有功和无功功率，例如：

通过巧妙的等式变换和三相对称条件的运用，我们简化了计算，得出：

坐标变换的魔法

从两相静止到旋转坐标系，再到逆变器的PQ控制，每个变换都揭示了不同视角下的功率转换，使得逆变器的功率控制更加精确。

尽管本文并未详述所有坐标变换的具体矩阵运算，但关键在于理解它们如何调整功率输出以适应电网需求。

结论：连接理论与实践

通过深入研究三相对称电路的瞬时功率，我们不仅理解了基本原理，也看到了它在实际应用中的价值，如在SVPWM并网逆变器中的控制策略。掌握了这些，我们就能更好地设计和优化电力系统，使之更加高效和灵活。

三相电的逆变电源调制比是多少？

这个系数的计算方法是m=(vd除以2)除以（vmax乘以sin(wt))。

三相逆变器调制比指的是三相逆变器中直流电压和交流电压的占比，通常用于控制三相逆变器的输出功率和电路效率。

常见的三相逆变器调制方式有正弦波调制和空间向量调制两种。计算公式为：m=(vd除以2)除以（vmax乘以sin(wt))，其中m为调制比vd为所需要的输出电压vmax为三相逆变器的最大输出电压，wt为当前的角度值。

请问三相逆变后的正弦电压怎么计算?谢谢了。

在考虑三相逆变器输出的正弦电压计算时，首先需要明确逆变器的工作原理和类型，因为不同的逆变器设计会产生不同类型的波形。接下来，我们将探讨两种常见的情况。

首先，对于使用隐埋脉宽调制（PWM）技术生成正弦波形的复杂逆变器，其输出电压的瞬时值取决于直流输入电压和PWM信号的占空比。通过调整占空比以及必要时改变输入电压的方向，可以合成所需的正弦波形。这种逆变器有两种电路配置：单端和全波桥式。在单端配置中，输出电压等于直流输入电压乘以占空比。在全波桥式配置中，占空比为100%时输出电压等于直流输入电压，占空比为50%时输出电压为零，占空比为零时输出电压为直流输入电压的反向。要计算正弦波的有效值，需知道其峰值并应用峰值与有效值的关系（有效值是峰值的1/√2）。

其次，对于产生所需交流频率方波的简单逆变器，输出方波的幅度直接等于直流输入电压。要计算这种方波交流电压，需考虑不同的应用场景。如果电压连接到纯电阻性负载上，要计算功率，需要知道电压的总有效值，而对于方波，这个有效值等于电压幅度，即逆变前的直流电压。在考虑方波含有的谐波时，基频成分的电压幅度是方波幅度的一半乘以π，因此，基频成分的有效值是方波幅度的(4/π)*((√2)/2)倍。

最后，需要说明的是，上述分析仅针对单个相位。对于三相电压，还存在不同的接法（星形或三角形）以及线电压与相电压的关系等交流电的基本概念。这些概念在计算三相逆变器输出时是必须考虑的。

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