Санкт-Петербург

 
Поляков Николай Александрович 
Год рождения: 1988 
Университет ИТМО, факультет систем управления и робототехники, 
кафедра электротехники и прецизионных электромеханических систем, 
к.т.н. 
e-mail: [e-mail] 
УДК 621.314.5: 681.537 
АЛГОРИТМ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВЕКТОРНОЙ МОДУЛЯЦИИ ДЛЯ 
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 
Воробьев К.А., Поляков Н.А. 
Научный руководитель – к.т.н., доцент Томасов В.С. 
Работа выполнена в рамках темы НИР № 713567 «Исследование, анализ и синтез 
электромеханических систем с двухсторонним обменом энергией». 
В работе рассмотрено математическое описание алгоритма трехмерной пространственно-векторной 
модуляции в применении к активному выпрямителю напряжения. Исследована возможность 
параллельной работы преобразователей. Показана невозможность их работы при использовании 
классических алгоритмов пространственно-векторной модуляции из-за возникновения токов нулевой 
последовательности. Была разработана модель в пакете MATLAB/Simulink системы управления 
активным выпрямителем и исследована возможность параллельной работы двух преобразователей 
при использовании алгоритма трехмерной пространственной модуляции с целью контроля токов 
нулевой последовательности. В результате удалось создать действующую имитационную модель 
преобразователей с предложенной системой управления, в которой достигаются условия работы при 
минимальных токах нулевой последовательности. 
Ключевые слова: пространственно-временная модуляция, активный выпрямитель напряжения, 
полупроводниковый импульсный преобразователь, активный преобразователь. 
На данный момент полупроводниковые преобразователи с широтно-импульсной 
модуляцией получили широкое практическое применение. Существует множество 
реализаций систем управления ими и их практического применения. В частности, широкое 
применение нашли преобразователи с методом управления, основанном на пространственно-
векторной модуляции (ПВМ) [1, 2]. 
В данной работе рассмотрена параллельная работа активных выпрямителей 
напряжения (АВН) с управлением комбинированным методом 3D ПВМ (рис. 1), 
предложенный для трехфазных управляемых инверторов. Важным достоинством данного 
метода управления по сравнению с классической αβ ПВМ – контроль токов нулевой 
последовательности [3–5]. 
АВН имеют существенный недостаток, ограничивающий их возможность 
параллельной работы – наличие тока нулевой последовательности, циркулирующего между 

---

Альманах научных работ молодых ученых 
XLVII научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО. Том 1 
277 
преобразователями, что в лучшем случае ведет к значительному уменьшению КПД, а в 
худшем может привести к отказу, ввиду протекания больших токов между 
преобразователями [6, 7]. 
Рис. 1. Упрощенная схема параллельного включения АВН 
Фактически 3D ПВМ является αβ ПВМ, но дополнительно добавляется еще одна 
координата для нулевой составляющей (обозначена как γ для исключения путаницы с 
началом координат). Для перехода к αβ0 из симметричной трех фазной системы координат 
выполняется известное преобразование Кларка [1, 4]: 
β
0
1
1
1
2
2
1
3
3
0
3
2
2
1
1
1
2
2
2
a
b
c
v
v
v
v
v
v

























































































. 
Все вектора, которые возможно сформировать в нормализованном виде к напряжению 
звена постоянного тока приведены в табл. 1. 
Таблица 1. Формируемые преобразователем векторы 
Вектор 
Координаты abc 
Координаты αβ0 
ν
a
ν
b
ν
c
ν
α
ν
β
ν
0
V
0