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SVPWM原理推导及控制算法详解

更新时间：2019-08-13 14:33:12 大小：196K 上传用户：tanlei93 查看TA发布的资源 标签：svpwm 下载积分：2分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

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SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六

个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽

可能接近于理想的正弦波形。

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一直以来对 SVPWM 原理和实现方法困惑颇多，无奈现有资料或是模糊不

清，或是错误百出。经查阅众多书籍论文，长期积累总结，去伪存真，总算对

其略窥门径。未敢私藏，故公之于众。其中难免有误，请大家指正，谢谢！

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1.1 空间电压矢量调制 SVPWM 技术

SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六

个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽

可能接近于理想的正弦波形。空间电压矢量PWM与传统的正弦PWM不同，它是

从三相输出电压的整体效果出发，着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。

SVPWM技术与SPWM相比较，绕组电流波形的谐波成分小，使得电机转矩脉动

降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率有了很大提高，且更

易于实现数字化。下面将对该算法进行详细分析阐述。

1.1.1 SVPWM 基本原理

SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电

压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。在某个时刻，电压矢量旋转

到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不

同组合来得到。两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加，从而控制各

个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转，通过逆变器的不同

开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆，并由两者的比较结果来决定逆变

器的开关状态，从而形成 PWM 波形。逆变电路如图 2-8 示。

设直流母线侧电压为 U_dc，逆变器输出的三相相电压为 U_A、U_B、U_C，其分

别加在空间上互差 120°的三相平面静止坐标系上，可以定义三个电压空间矢量

U_A(t)、U_B(t)、U_C(t)，它们的方向始终在各相的轴线上，而大小则随时间按正弦

规律做变化，时间相位互差 120°。假设 U_m为相电压有效值，f 为电源频率，则

有：

U_A(t) = 2U_mcos(2π ft)

U (t) = 2U cos(2π ft 2π /3)

（2-27）

U_C(t) = 2U_mcos(2π ft＋2π /3)

则三相电压空间矢量相加的合成空间矢量 U(t)就可以表示为：

U(t) = ［U_A(t) +U_B(t)e^{j2π /3}+U_C(t)e ^{j4π /3}］＝ 2U_me ^{j2π ft}

（2-28）

可见 U(t)是一个旋转的空间矢量，它的幅值不变，为相电压峰值，且以角频

率ω = 2π f 按逆时针方向匀速旋转的空间矢量，而空间矢量 U(t)在三相坐标轴

（a，b，c）上的投影就是对称的三相正弦量。

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