由於前幾天比較忙，這期更新有點遲了！！不過沒關係，在新的章節會保持每週更新1~2篇博文。
0 前言
這期我們開始新的章節——永磁同步電機矢量控制（三電平）。
記得前兩三週我在做三電平的PMSM矢量控制仿真時，遇到各種各樣的問題真的是欲哭無淚！！！找遍各種資料，搜了很多論文、CSDN博客、各大論壇，硬是找不到詳細的相關教程，要麼都是錯的，要麼都是模棱兩可的。最後花了將近一週的時間，繞了很大彎才找到問題所在併成功解決！！爲了給小夥伴們提供捷徑，於是我就在這寫寫關於PMSM三電平的重點，其他的和兩電平相同之處就不再贅述。
在這章節就分爲三期來寫：
- 淺談三電平逆變器。包括什麼是三電平逆變器？有什麼作用和好處？具體的工作原理是怎樣的？
- 三電平傳統SVPWM調製算法原理。這個非常重要，關乎整個仿真模型和控制系統的性能，能不能正常工作就看這裏。我會詳細講解三電平SVPWM的算法原理。
- 仿真模型和仿真結果。包括整個仿真模型的整理結構，仿真結果展示。可能有些同學會想，你不講講那些PI參數整定啥的嗎？是的，這裏不需要講，因爲這個雙閉環的PI參數推導跟兩電平完全一樣的，直接參考我前面寫的兩電平博文即可。
不多說，直奔主題
1 三電平逆變器
三電平逆變器，顧名思義就輸出的電壓有三個電平，即正電平、負電平和零電平。它是多電平逆變器最基本的結構。而傳統兩電平逆變器只有正電平和負電平。
相比起兩電平逆變器，三電平有優勢更多：1.從輸出波形上來看，三電平的波形更像正弦波，因此它的諧波更少，電能質量更高。2.開關管所承受的電壓更少，EMI問題大大減輕。總而言之，當開關器件工作在較低頻率下也能夠保持較好的輸出波形，開關損耗更少，電源轉化效率更高！！並且已經應用在各種場合。
目前多電平逆變器實際上用得比較多的是三電平和五電平，已經應用在各種領域，比如新能源發電、電動汽車等等。我們在這裏就用來控制永磁同步電機。仿真效果相比，三電平比兩電平的相電流更加平滑，轉化效率更高！！
2 傳統三電平逆變器類型
傳統三電平逆變器類型分爲三種：中性點鉗位型（NPC）、飛跨電容型（FC）和級聯型（CHB）。
由於飛跨電容型會增加電容數，需要控制其電容保持一定電壓，這會增大控制難度；級聯型由於需要更多的獨立直流源，也限制了它的應用。所以我們在此就選擇這個中性點鉗位型作爲三電平逆變器的主電路。
3 三電平逆變器工作原理（中性點鉗位型）
控制PMSM的主電路由3個完全相同的一相電路組成。每一相都需要4個開關管和2個鉗位二極管。通過合理控制各相開關管的狀態，即可輸出三電平三相電壓來驅動PMSM；再通過結合調製算法和閉環控制策略，即可完成PMSM的轉速控制。
爲了更直觀的描述三電平結構的工作原理，我們以A相爲例。
假設電路元件都是理想的，直流母線電容C1和C2的容值無窮大，在分析時可等效兩個幅值爲0.5Vdc的直流電壓源。取兩個電容中間連接點o點電位爲參考地。電路工作原理有三種狀態：
- 正電平輸出+0.5Vdc：開關管T1和T2同時導通時，T3和T4同時關斷，若正向電流從逆變電路流向負載，即p點電位經過T1和T2到達uo，輸出端uo的電位等於p點電位，爲+0.5Vdc；若感性反向電流從負載流向逆變電路，電流從uo端經過T1和T2的寄生續流二極管到達p點，此時uo端的電位仍然等於p點電位。
- 零電平輸出0Vdc：開關管T2和T3同時導通時，T1和T4同時關斷，若正向電流從逆變電路流向負載，即o點電位經過D1和T2到達uo，輸出端uo的電位等於o點電位，爲0Vdc；若感性反向電流從負載流向逆變電路，電流從uo經過T3和D2到達o點，此時uo端的電位仍然等於o點電位。
- 負電平輸出-0.5Vdc：開關管T3和T4同時導通時，T1和T2同時關斷，若正向電流從逆變電路流向負載，即n點電位經過T4和T3的寄生續流二極管到達uo，輸出端uo的電位等於n點電位，爲-0.5Vdc；若感性反向電流從負載流向逆變電路，電流從uo端經過T3和T4到達n點，此時uo端的電位仍然等於n點電位。
注意：原則上不允許T1和T4同時導通，否則會出現短路現象！！！！
爲了後續下一期方便分析三相SVPWM調製算法原理，我們可以做個表格總結一下三電平的而工作原理！
其中這裏“1”表示導通，“0”表示關斷，由此可見在一個輸出週期，通過控制開關管導通關斷即可輸出三電平，同理在三相電路中。
4 總結
相信同學們看完這期的博文，對三電平有大致瞭解了，那麼在後面做調製算法和閉環控制策略都相對好上手。。
我們總結一下，這期有三個重點：
- 三電平和兩電平波形的區別。
- 三電平的電路類型。
- 中性點鉗位型的工作原理。