经典的SVPWM理论及Simulink仿真搭建VIP专享VIP免费

1 SVPWM 技术原理 1.1 SVPWM 调制技术原理 空间矢量脉宽调制SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)，实际上是对应于交流感应电机或永磁同步电机中的三相电压源逆变器功率器件的一种特殊的开关触发顺序和脉宽大小的组合，这种开关触发顺序和组合将在定子线圈中产生三相互差120°电角度、失真较小的正弦波电流波形。实践和理论证明，与直接的正弦脉宽调制(SPWM)技术相比，SVPWM 的优点主要有： (1) SVPWM 优化谐波程度比较高，消除谐波效果要比 SPWM 好，实现容易，并且可以提高电压利用率。 (2) SVPWM 比较适合于数字化控制系统。 目前以微控器为核心的数字化控制系统是发展趋势，所以逆变器中采用 SVPWM 应是优先的选择。 对称电压三相正弦相电压的瞬时值可以表示为： ambmcmcos2cos()32cos()3uUtuUtuUt (2-23) 其中Um为相电压的幅值，ω=2πf 为相电压的角频率。图 2.11 为三相电压的向量图，在该平面上形成一个复平面，复平面的实轴与 A 相电压向量重合，虚轴超前实轴90 ，分别标识为 Re、Im。在这个复平面上，定义三相相电压u a、u b、u c 合成的电压空间矢量outU为： 22jjj()332outabcm2 ()3tUuu eu eU e (2-24) acbOReImou tU 图 2.11 电压空间矢量 三相电压型逆变器电路原理图如图2.12所示。定义开关量a，b，c和a'，b'，c'表示6个功率开关管的开关状态。当a，b或c为1时，逆变桥的上桥臂开关管开通，其下桥臂开关管关断(即a'，b'或c'为0)；反之，当a，b或c为0时，上桥臂开关管关断而下桥臂开关管开通(即a'，b'或c'为1)。由于同一桥臂上下开关管不能同时导通，则上述的逆变器三路逆变桥的组态一共有8种。对于不同的开关状态组合(abc)，可以得到8个基本电压空间矢量。各矢量为： 22jjdc33ou t2()3UUabece (2-25) 则相电压Van、Vbn、Vcn，线电压Vab、Vbc、Vca以及ou t ()Uabc 的值如下表2-1所示（其中Udc为直流母线电压）。 ac'b'a'bcUdcＡＢＣＮＺ 图2.12 三相电压型逆变器原理图 表 2-1 开关组态与电压的关系 a b c Van Vbn Vcn Vab Vbc Vca ou tU 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2Udc/3 -Udc/3 -Udc/3 Udc 0 -Udc dc23U 0 1 0 -Udc/3 2Udc/3 -Udc/3 -Udc Udc 0 2323jdcU e 1 1 0 Udc/3 Udc/3 -2Udc/3 0 Udc -Udc 323jdcU e 0 0 ...