这里我们取L=11mH来进行仿真。
2.2.2 直流侧电容的设计
在VSR主电路参数设计中，除交流侧电感参数设计外，另一重要参数设计是VSR直流侧电容设计，VSR直流侧电容主要作用如下:
(1)缓冲VSR交流侧与直流负载间的能量交换，且稳定VSR直流侧电压。 (2)抑制直流侧谐波电压。
从满足电压环控制的跟随性指标看，VSR直流侧电容应尽量小，以确保VSR直流侧电压的快速跟踪控制，而从满足电压环控制的抗干扰性指标分析，VSR直流侧电容应尽量大，以限制负载扰动时的直流电压动态降落。
从满足VSR直流电压的跟随性指标角度设计电容，并假设三相VSR从直流电压稳态最低值跃变到直流电压额定值的动态过程。所谓三相VSR直流电压最低值，是指三相VSR交流侧接入电网且功率管不调制时，由于功率管中续流二极管的作用，此时三相VSR相当于一个三相二极管整流器，其整流电压平均值Vd0为
Vd0?1.35V1 （3-34）
式中 V1——三相VSR网侧线电压有效值。
三相VSR额定直流电压，是指额定直流负载条件下，VSR直流侧输出额定功率时的直流电压，即
Vde?p0RLe （3-35）
式中 p0——VSR直流侧额定输出功率;
RLe——额定直流负载电阻;
Vde——VSR额定直流电压。
有上面可得：输出功率 P0?2.7KW 直流侧电压：Vdc?400V
计算可得： RLe?53.48? 仿真系统中我们取：RLe?50?
当三相VSR直流电压指令阶跃给定为额定直流电压指令值时，若电压调节器采用PI
调节器，则在三相VSR实际直流电压未超过指令值前，电压调节器输出一直饱和。由于电压调节器输出表示三相VSR交流侧电流幅值指令，因此若忽略电流内环的惯性，则此时三相VSR直流侧将以最大电流Idm对直流电容及负载充电，从而使三相VSR直流电压以最快速度上升。Vd0为直流电压初始值，且?1?RLeC。
1Vdc?Vd0?(IdmRLe?Vd0)(1?e??1 ) （3-36）
令Vdc?Vde，并将其代入上式，得
e?1?1?IdmRLe?Vde （3-37）
IdmRLe?Vd0IdmRLe?Vd0 （3-38）
IdmRLe?Vde求解上式得
t??1ln由跟随性指标，若要求三相VSR直流电压以初始值Vd0跃变到额定直流电压Vdc时的上升时间不大于tr，则
RLeClnIdmRLe?Vd0 ?tr （3-39）
IdmRLe?Vde由于Vdc?Vd0，所以工程上常取
Vde?Idm?1.2? RLe （3-40）??Vde?3V1?将式（3-38）、（3-40）代入（3-39），得
tr （3-41） C?0.74RLe从满足直流电压抗干扰性指标角度设计电容，并假设是从空载到满载的扰动。则电容下限值满足
C?4LsP0223Udc?UdmcaExacmo?s(U?Edc3 （3-42） )am其中 ?Vmax为直流最大动态降落。
代入上式计算我们仿真系统中取： Cdc?1700uF
由3.2.1和3.2.2两节内容，通过计算确定仿真系统主回路参数： R=0.1?， L=11mH, Cdc?1700uF, RL?50?
3 三相VSR的空间矢量控制
3.1 三相VSR空间矢量PWM 控制的基本原理
20世纪70～80年代期间，为了对交流电机负载进行控制，德国的Felix Blaschke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（1～3kHz）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PWM（SVPWM）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一种新颖的控制策略。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一种将三相系统的电压统一考虑，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。SVPWM控制方式，实质上是一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一表达和控制，以及对幅值和相位的同时控制。
PWM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一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；同一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
V确定开关管的工作状态。
3.2三相VSR空间电压矢量分布
三相VSR空间电压矢量描述了三相VSR交流侧相电压(va0、vb0、vc0)在复平面上的空间分布，易得：
1?? vao??sa?(sa?sb?sc)?vdc (4-1)
3??1?? vbo??sb?(sa?sb?sc)?vdc (4-2)
3??1?? vco??sc?(sa?sb?sc)?vdc (4-3)
3??将23?8种开关函数组合代入上面的式子即得到相应的三相VSR交流侧电压值，如
下表所示：
表4-1 不同开关组合时的电压值
Sa 0 0 0 0 1 1 1 1
Sb 0 0 1 1 0 0 1 1
Sc 0 1 0 1 0 1 0 1
vao vbo vco
0 0 0
?vdc/3
?vdc/3
?vdc/3 2vdc/3 vdc/3
2vdc/3
?vdc/3
?2vdc/3 2vdc/3 vdc/3 vdc/3 0
vdc/3
?vdc/3 ?vdc/3 vdc/3
?2vdc/3 vdc/3 0
?2vdc/3 0
分析上表可以得到，三相VSR不同开关组合时的交流侧电压可以用一个模为2vdc/3的空间电压矢量在复平面上表示出来：
2?V?vdcej(k?1?)/3?k ? （k?1,...,6） （4-4） 3?V0,7?0?由于三相VSR开关的有限组合，因而其空间电压矢量只有23?8条，如图（4-1）所示，其中V0 (0, 0, 0)、V7 (1, 1, 1)由于模为零而称为“零矢量”。
显然，某一开关组合就对应一条空间矢量，该开关组合时的va0、vb0、vc0即为该空间矢量在三轴(a、b、c)上的投影。
对于任意给定的三相基波电压va0、vb0、vc0，若考虑三相平衡系统，即
va0?vb0?vc0?0，则可在复平面内定义电压空间矢量
V?2(vao?vboej2?/3?vcoe?j3?2)/ 3 (4-5)
bV3(010)ImV2(110)V0(000)V1(100)aV4(011)V7(111)ReV5(001)cV6(101)
图4-1三相VSR空间电压矢量分布
式（4-5）表明：如果va0、vb0、vc0是角频率为ω的三相对称正弦波电压，那么矢量V既为模为相电压峰值，且以角频率ω按逆时针方向匀速旋转的空间矢量，而空间矢量V在三相坐标轴（a,b,c）上的投影就是对称的三相正弦量。
实际上，对于对称的三相VSR拓扑结构，有
2(vao?vboej2?/3?vcoe?j?2)/ 332j?2/3?(vaN?vNo)?v(bN?vNoe)j2?/3?vcN(?vNoe?) ???? 32j2?/3?j?2/3?vaN?vbNe?vcNe ?? (4-6) ??3 V?3.3 SVPWM整流器的控制算法
按照传统的SVPWM计算方法，如图4-2所示，V?、V?为空间矢量V*在???轴上的坐标值，tan??V?V?。通常情况下，由tan?确定V*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T1、T2。DSP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。本文采用的是一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。
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