永磁同步电机控制与仿真系列：SVPWM算法的第3篇

整个系统文章的内容可以参考第一篇文章：

永磁同步电机控制与仿真系列文章——永磁同步电机模型（一）

——SVPWM算法——

电压空间矢量调制方法（SVPWM）是常用的 PWM 算法。 它与普通的正弦PWM方式不同。 它从电机的角度出发，将电机和逆变器作为一个整体来考虑。 它并不是简单地从正弦电流出发获得电压，我们关注的是如何使电机获得幅值恒定的圆形旋转磁场，即正弦磁通。

下面将介绍空间电压矢量调制技术的工作原理。 要实现SVPWM，必须解决以下三个问题：

(1)如何选择电压矢量；

(2)如何确定各电压矢量的作用时间；

(3)如何确定各电压矢量的作用顺序。

可以等效为电压空间矢量的作用，如下图所示。 根据电压合成平均值的等效原理，建立以下公式：

计算周期Ts的电压合成图

其中，T0为零矢量动作时间，零矢量动作时间均分为两个零矢量。 根据电压矢量合成原理，可得：

假设参考电压矢量的空间位置与图示的空间电压矢量U4之间的夹角为θ，则参考电压矢量可以表示为：

Vref 是参考电压矢量的幅度。 代入即可得到U4和U6的动作时间：

对于问题（3），每个电压矢量的作用顺序必须符合以下原则：电压矢量的任何变化只能引起一个桥臂的开关动作，用二进制矢量表示，即只有一种改变可以发生一种改变。 原因是，如果让两个或三个桥臂同时工作，在线电压的半个周期内就会出现反极性的电压脉冲，产生反向转矩，引起转矩脉动和电磁噪声。

典型的七段空间电压矢量调制结果如下图所示。

SVPWM 周期调制信号

理论研究表明，空间电压矢量调制技术具有以下优点：

(1) 输出电压比正弦波调制高15%，

(2)谐波电流有效值之和接近优化。

请阅读参考文献[1][2]，它们是这方面非常好的信息。

在我个人看来，Space（空间矢量）和基于（基于载波）的PWM更多的是分析和实现PWM的方法，而不是不同类型的PWM调制方法。 详细内容参见参考文献[3]，其中已经讨论了详细证明。

SVPWM的PWM开关信号——SVPWM算法模型——

这里选择基于载波的PWM实现方法，因为1/4三次谐波注入PWM与SVPWM几乎相同，因此其模型如下：

1/4 三次谐波注入 PWM 的模型

仿真波形如下：

1/4三次谐波注入PWM仿真波形

- 参考 -

[1] D.等人。 “功率脉冲宽度：和。” IEEE® 出版社 2003 年。

[2] 博克。 “三相。” ät LEA 注释最后 13.07.2012。

[3] 周凯，王东. 空相和三相 PWM：a . IEEE 传输。 工业.. 2002年