摘 要： 通過SIMULINK/MATLAB對Z-SOURCE驅動系統(tǒng)進行仿真，研究電機在滿負荷和空載兩種情況下的電流、轉速和電磁轉矩，得到了一個滿意的控制結果。
關鍵詞： 交流電機驅動；PWM；Z-SOURCE逆變器；SIMULINK/MATLAB
傳統(tǒng)的電壓源逆變器和電流源逆變器拓撲在各種場合得到了廣泛的應用，且控制技術已經(jīng)非常成熟，但是擺脫不了其自身所固有的缺點，從而使得在一些復雜的應用場合，傳統(tǒng)的電壓源或電流源逆變器受到了挑戰(zhàn)[1-3]。Z-SOURCE逆變器為系統(tǒng)的運行提供了一種低成本、高效率、良好操作性的結構。阻抗網(wǎng)絡的引進，將主變換器電路與電源或負載耦合，使Z-SOURCE逆變器既不是電壓源逆變器，也不是電流源逆變器，從而實現(xiàn)升/降壓很寬的調壓范圍，輸出電壓可以高于或低于輸入電壓。同時，Z-SOURCE逆變器的抗電磁噪聲干擾的能力也是它的優(yōu)勢所在[3-4]。
1 Z-SOURCE逆變器
1.1 Z-SOURCE的結構
Z-SOURCE是一種基于Z-SOURCE儲能網(wǎng)絡的變換拓撲，之所以稱之為Z(阻抗)型逆變器，主要是其直流緩沖和儲能電路結合了VSI和CSI的特點，由獨特的阻抗網(wǎng)絡組成，這樣使得Z-SOURCE逆變器在直流儲能中具有二階特性，滿足了端口可開路可短路的條件。其電路結構如圖1所示。電路由輸入電源、二極管、兩個等值的電容、兩個等值的電感組成。其中，電容和電感連接成“X”形結構。二極管主要是防止反向電流，電容作為輸入到輸出的主要能量轉換元件。
其中K為增益因子。
由式(7)可知，通過控制直流零矢量占空比D和調制因子M就可得到任意大小的交流輸出電壓。這同傳統(tǒng)的逆變器相比，系統(tǒng)的調壓范圍明顯得到增加。
2 PWM控制技術
PWM逆變器可分為單相、三相等。這些變頻器能產(chǎn)生交流電壓的變量級以及變頻。PWM逆變器常用于交流電機變頻變壓反饋調速驅動。為了得到很寬的調速范圍，交流電壓需要改變頻率與占空比[5-6]。Carrier-based PWM方法經(jīng)常應用在逆變器中，因為它們都很簡單，易于實現(xiàn)，如圖2所示。開關信號生成PWM波形如圖3所示。這里生成的PWM波形實際上是由方波和三角波疊加而成，也稱SPWM法。
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