电压空间矢量研究及Matlab仿真
电压空间矢量 SVPWM仿真
由此可以计算得到扇区号为：N=A+2B+4C
基本电压矢量作用时间
令
X 2V 2U dc Ts
Ts Y ( 3V V ) 2U dc
Ts Z ( 3V V ) 2U dc
N与矢量作用时间的关系：
饱和判断
如果
T1 Tm Ts
应取：
T1 T1 Ts /(T1 Tm )
谢谢！
Tm Tm Ts /(T1 Tm )
计算作用开关时间
令
N与矢量作用时间Tcmx关系：
生成PWM波
计算得到的Tcm1， Tcm2， Tcm3值与等腰三角 形进行比较，就可以生成对称空间矢量 PWM波形。将生成的PWM1，PWM3， PWM5进行非运算就可以生成PWM2， PWM4，PWM6，同时还将其有bool类型转 换成double类型。
V
U1(100)
U 5(001)
U 6(101)
扇区选择
Ua、Ub和Uc的投影值为：
U a U ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ U b ( 3U U ) / 2 U c ( 3U U ) / 2
利用上式做如下的判断：
if : U a 0 if : U b 0 if : U 0 c then A 1 ; else A 0 ; then B 1 ; else B 0 ; then C 1 ; else C 0 ;
案例分析：
电压空间矢量PWM仿真实现
电压空间矢量调制原理
SVPWM着眼于使电机获得幅值恒定的圆形磁 场，当电机通以三相对称正弦电压时，交流 电机内产生圆形磁链，SVPWM以此圆形磁链 为基准，通过逆变器功率期间的不同开关模 式产生有效矢量来逼近基准圆，在此过程中， 逆变器的开关模式作适当的切换，从而形成 PWM调制波。
基于Matlab的矢量控制变频调速系统分析
摘要众所周知，交流异步电机因其结构简单、可靠性高、性能优良、输出转矩大等特点，被广泛的应用，且随着交流异步电机应用领域的不断拓宽，对电机控制系统的设计要求越来越高，既要考虑成本低廉、控制算法合理，又需兼顾控制性能好、开发周期短等特点。
然而变频调速具有高效率、宽范围和高精度等特点，是目前运用最广泛且最有发展前途的调速方式。
交流电动机变频调速系统的种类很多，从早期提出的电压源型变频器开始，相继发展了电流源型，脉宽调制等各种变频器。
本文在分析交流异步电机数学模型的基础上，提出矢量控制。
矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。
然后借助于MATLAB 仿真建模能力，提出了一种基于MATLAB的矢量控制变频调速系统仿真模型的新方法。
其基本思想是：将交流感应电机控制系统的功能单元模块化，MATLAB中建立独立的功能模块：交流异步电机本体模块、矢量控制模块、速度控制模块、转矩计算模块等，这些功能模块进行有机整合，即可搭建出交流异步电机系统的仿真模型。
控制系统中，速度环采用PI 控制，方法简捷，效果理想。
仿真结果证明了该种新型建模方法的快速性和有效性。
关键词：异步电动机，矢量控制，变频调速，MATLABMatlab-based Vector Control Frequency Control System AnalysisABSTRACTAs is known to all, because of its simple structure, high reliability, good performance, output torque big wait for a characteristic, communication, and widely used asynchronous motor with ac induction motor is expanding, and the fields of application of motor control system design requirements more and more high, both must consider low cost, control algorithm and reasonable and need to juggle good control performance, short development cycle, etc. Therefore, how to establish an effective communication asynchronous motor control system simulation model becomes the motor control algorithm design personnel urgent need to address the key problem. Based on the analysis of ac induction motor based on mathematical model, with the aid of MATLAB simulation modeling ability, strong in the function of using SIMULINK embedded components, proposed based on MATLAB/SIMULINK establish ac asynchronous motor control system simulation model of the new method. The basic idea is: will ac induction motor control system function module, MATLAB/SIMULINK unit in establishing the independent function module: ac induction motor ontology modules, vector control module, current hysteresis control module, speed control module, torque calculation module,the functional modules, can build the organic integration of ac indution motor system simulation model. Control system, the speed loop, current loop by PI control by hysteresis current control, the method is simple, the effect is ideal. The simulation results prove the new quickness and the effectiveness of modeling method.Key words:Induction motor, vector control, frequency control, MATLAB基于Matlab的矢量控制变频调速系统分析马晓文0213071280 引言70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。
基于MATLAB／Simulink的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)逆变器的仿真
基于MATLAB／Simulink的电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）逆变器的仿真基于MATLAB,Simulink的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)逆变器的仿真 .32-2001年第4期《电机电器技术》?计算机与自动控制?基于MATLAB/Simulink的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)逆变器的仿真王潞钢,陈林康(广东工业大学,广州510090)摘要:介绍了电压空间矢量脉宽调制(SVPWb1)技术,并对恒压频比且为同步调制时的SVpWbl,进行了细致的推导.最后详细讨论了如何用MATLAB中的 Simulink进行仿真的具体步骤.关键词:逆变器;电压空间矢量脉宽调制;仿真SVPWMInverterSireulationBasedon MATLAB/SimulinkWANGLa—gang,CHENLin—kAbstract:1KspaperintroducesthespacevectorPwM(SVPWM),anddeducesitwhen theoutputfrequencyisproportionaltothelinevoltageandthemodulafonissynchr o— nized.ThesimulationbySimulinkinMATLABisdiscussedindetail.Keywords:inve~ion;SVPWM;shm~fion 中图分类号:TP391.9文献标识码:A 1引言作为电力电子装置的核心技术,PWM技术被广泛地应用于变频调速电气传动中.技术中应用最为普遍的是正弦脉宽调制(SPW'M)和电压空间矢量脉宽调制(SVP.WM)相比SPWM而言,SVP~'2d具有更低的高次谐波和电压利用率高等优点,所以越来越受到人们的重视.在控制系统通用计算机仿真软件中, MathWorks公司的MATLAB软件最为流行. 它的Simulink工具箱是一种优秀的仿真软件,具有模块化,可重载,可封装,面向结构图编程以及高度可视化等特性.其最为显着的特点是,具有控制系统模型图形组态输入与仿真功能,只需在图形窗口画出所需分析,设计的控制系统方框图,软件本身就能对模型系统进行线性化处理与仿真.这一特点使得一个非常复杂系统的仿真建模变得相当容易. 文章编号:1004—0056[2001)04—0032一OO4 值得指出的是,M丑.AB/SimL1link具有开放的编程环境,它允许用户开发自己所需的模块, 可通过S—function模块和MATKM3提供的模板,用ICt,a2XAB或c语言程序来编出用户需要的复杂算法,比如SVPWM的算法. 28个空间矢量三相电压源逆变器可由图l所表示的6 个开关元件来等效表示.逆变器桥臂的上下开关元件在任何一时刻不能同时导通.不考虑死区时,上下桥臂的开关呈互逆状态. 圉1三相电压源逆变器模型u,v,W为输出的三相电压,以图l所示.计算机与自动控制?《电机电器技术》2001年第4期?33?1]刈2磁链空间矢量空间矢量的幅值为:当?为零矢量~-~,-(ooo)与?(111) 时.I?l-0当?为其余的六种有效矢量时j~-~,-j?亏??亏udcT空间矢量的空间位置如图2所示,两相邻有效矢量的夹角为60~.3电压空间矢量脉宽调制《SVPWM) 当三相电动机由三相对称余弦波电压供电时,根据文献1可知,磁链为一顺时针旋转的圆形,起始点在如图2所示的q轴的负方向,半径I{0==ul/~o(1)其中u为线电压,m为角速度.3.1有效矢量的空间分配图q轴负方向为旋转起点,顺时针旋转, 可得出六种有效矢量对应的空间分配图,如图3所示.在磁链空间中,每60.范围内由图 3所示的两种相邻有效矢量线性合成SVP- WM氨AlP…(i0n1/\础AlP"./\O.0}},/?,010)0l1)011)001)图3有效矢量的空间分配圈3.2空间矢量作用时间的推导图4如图4所示,在0.一60.空间范围内,例取,矢量?(100),m矢量?(110),则Tf 为矢量,作用时间,为矢量m作用时间. 本例中,设0为磁链旋转起点所对应的角度,?T为磁链旋转过?0角度时所对应的时间.对三角形~.ABC,由三角形正弦定理有五吾百芒五芒.i({一中)一sin(中._m(寻)34?2001耳第4期《电机电器技术》?计算机与自动控制?其中西=0+/"0/2=+<o/',T/2面=/2uT丽=?{ITmAC一~,T/2可推导得:TkATsin({.中)(2)Tm=kA%in(~)(3)其中k=拒/udc,代人式(1j得k=42u~/Uao零矢量作用时阅To=?T—Tj—Tm,其选取原则为选取使开关变化量最小的零矢量. T0的作用点(以0表示)简单起见,如图 4所示.需要注意下一段时问AT时,用的有效矢量的顺序相反了,为m矢量,矢量(如图4所示).这两段作用时阔2?T称为一个矢量周期,开关频率fs1.3.3V/F控制且同步调制时空间矢量作用时间考虑变压变频V/F控制时,不计电压补偿,输出频率f与线电压ul为比例关系(恒压频比):f=gUl其中g为比例系数,由此可容易推出: =V~2ut一=蠹设N=fJf为载波比则k/',T=2gua=青,所由式(2),(3)j, 得:耻如(})(4)盏如(西)(5)取N为6的倍数,此肘的SVqPWM为同步调制.计算在,6o.范围肉的中值t其它范围母的计算同此):=詈专={+2+吉={莆由上可知,值的大小只与N有关.所以由式(4),(5)可推得:保持"不变.当输出频率f与U为比例关系,且为同步调制时,TI 与T的大小仅与载波比N有关.若f与'同步变化,则TI与Tm太小不变.4MATLAB仿真实现在整个MA?AB/simulink仿真过程中, 只需要三个独立的输入变量:输出频率f,同步载波比N(一定要是6的倍数),等效直流电压u这些都可以用恒值输出模块(ODD. stailt)来手工赋值,可添加一个S—function模块来编程实现当N不是6的倍数时的自动整定.仿真步骤:T1'a,取以享()为周期的单边三角渡为时向基数,如图5所示.可用MAT. LAB中的S—function模块来自行构造,例程如下:在S—function模块附带的模板中的函数functionsys=mdloutputs(t,x,u)里添加:1'1 =floor((/2));sys=t—n*2;即可实现图5的三角载波.?计算机与自动控制?《电机电器技术》2001年第4期?35?b,在一个作用周期T2完成后,按公式 (4),(5)计算_rl,的值c,用一开关变量(例如,设定onoff=0或 1)来实现:在下一段作用周期/2来临时, 做出如图5所标出的有效作用矢量顺序的自动切换.d,当时间来临时,判断上一时刻的有效输出(用状态量来保存),从而确定输出的零矢量是?(000)还是/,,-,it(111) e,每隔磁链空间印.,即N/6个_r口后,按表(1)换取一对有效矢量.此时中重新置零,则,T2,L.的值仍可按公式(4),(5)来计算.此时运行Simulink时,MA?.AB的Coin. maud窗口会提示正在使用的是离散时间解题器(dieretetimesolver).推荐使用固定步长 (fixed—step),可以估算一下,例取f=10,, =lkHz时,最小的有效矢量的持续时问为1. 6,若选用变步长(variable—step),最大步长 (maxstepsize)选用auto时,若平滑因子refine factor不是足够的大时,会出现丢失有效矢量的现象,所以固定步长虽然速度慢一些,但设定的恰当,肯定不会出现丢失有效矢量的现象.取f=2(】,N=48,图6为0,0.008秒问,开关sasbs的输出图形:S一Sb—S囝6f,若对图6的三个输出加上三个积分器,进行3—2变换后,可绘出svPwM所形成的圆形磁链轨迹.因为此时整个仿真系统是由离散系统与连续系统的合成的混合系统, 推荐在固定步长(fLxed—step)中选取odel (euler)即可.仍取f=20Hz,N=48,磁链如图 O05115225囝7g,选用静止—B建立起来的电动机等效模型,电机参数:极对数P=2,L=0.844H,Lt=086H,=0.795H,=1.2n,R=0.0312,转动惯量J=0.004k~.取f= 20Fh,N=48,g=7.6,U=700V,恒转矩负载TL=1.9Nm,可得出转速曲线图8. t)圈85结论本文对电压空间矢量调制(SVPWM)在恒压频比且为同步调制时进行了细致的推导.并详细讨论了如何用MATLAB中的 Simulink进行仿真的步骤与注意事项,所得出的SVPWM输出开关图,磁链图,转速曲线图等都与实际相吻合,具有很高的参考价值参考文献:[1]吴守箴等电气传动蚋脉宽调制技术机械工业出版杜.1995.[2]Ymarai.NewPvnnmethodforfullydigitledinvertem.IEEETRANSIA.1987[3:施阳国等语言精要厦动态仿真工具 SIMELINK.西北工,l大学出版牡1997.口。
不对称电压空间矢量PWM的研究与仿真
不对称电压空间矢量PWM 的研究与仿真StudyandSimulationofAsymmetricalVSVPWMTechni que张桂斌 徐 政(浙江大学电机系 310027)Zhan gGuibin XuZhen g (ZhejiangUniversit y 310027 China ) 摘要 典型的电压空间矢量PWM (VSVPWM )本质上是一种在调制波中加入了零序分量的对称规则采样PWM,而仿真结果表明,在较低的开关频率范围内对称规则采样PWM 的总谐波畸变率明显高于不对称规则采样PWM 。
本文把不对称规则采样PWM 与电压空间矢量PWM 相结合,提出了一种改进的VSVPWM ———不对称VSVPWM (AVSVPWM )。
仿真结果表明,AVSVP 2WM 的总谐波畸变率低于典型VSVPWM,而基波含量高于典型VSVPWM,开关频率较低时效果尤为明显。
并且AVSVPWM 能适用于更低的开关频率。
关键词:规则采样PWM 电压空间矢量PWM 不对称电压空间矢量PWM 中图分类号:TM711Abstract Theclassicalvolta ges pacevectorPWM (VSVPWM )isakindofs ymmetricre gular-sampledPWM (SRS-PWM )withzerose quencesi gnaladdedtoitsreferencevolta ges,perse.How 2ever,simulationresultsindicatethats ymmetricre gular-sam pledPWMhashigherTHDandlower fundamentalcom ponentthanas ymmetricre gular-sam pledPWM (ARS-PWM)whentheswitchingfre quencyislow.Inthis paper,theasymmetricre gularsam plingmethodiscombinedwiththeVSVP 2WM,thus,animprovedVSVPWMmethod,as ymmetricalVSVPWM (AVSVPWM ),isdevelo ped.SimulationresultsshowtheAVSVPWMcan greatl yreducethetotalharmonicdistortionandincreasethefundamentalcom ponentoftheoutputvolta gecom paredwiththeclassicalVSVPWM,especiallywhentheswitchingfre quencyisintherangeoft ypicalGTOswitchingfre quency.Furthermore,theAVSVPWMdonotaddmuchcalculationandcanberealtimerealizedeasily.Ke ywords:Regular-sam pledPWM Voltages pacevectorPWM AsymmetricVSVPWM国家自然科学基金资助项目(59707005)。
SVPWM控制算法MATLAB仿真
摘要随着全控型快速半导体自开关器件和智能型高速微控制芯片的发展，使得数字化PWM成为PWM控制技术发展的趋势。
但是传统的SPWM法比较适合模拟电路实现，不适应于现代电力电子技术数字化的发展趋势。
电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，简称SVPWM)控制技术是一种优化了的PWM控制技术，和传统的PWM法相比，不但具有直流利用率高(比传统的SPWM 法提高了约15%)，输出谐波少，控制方法简单等优点，而且易于实现数字化。
本文首先对脉宽调制技术的发展现状进行了综述，在此基础上分析了电压空间矢量脉宽调制技术的发展现状，接着对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理进行了详细的分析和推导。
最后介绍了SVPWM的基本原理及其传统的实现算法,并通过SVPWM的算法构建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。
关键字：空间矢量脉宽调制；仿真；建模；算法；Matlab/SimulinkAbstractTogether with the continual development of all-controlled fast semiconductor self-turn-off devices and intelligent high speed micro-control chip, the digitized PWM is becoming the trend of PWM control technique development .However, the traditional SPWM method is more suitable for analog circuits, and the traditional SPWM can not adapt to the development trend of the digitization of the modem power and electric.Space-vector pulse width modulation (SVPWM)is a kind of superiorized PWM control technique: achieving the effective utilization of the DC supply voltage(compared with the traditional SPWM, reduced by 15.47%), having little harmonic output and the easy control method, furthermore easy to realize the digitization.The article presents the developing condition of PWM and SVPWM firstly.The theory of SVPWM is discussed in detail.Finally, the basic principle of SVPWM and the traditional algorithm are introduced, and constructing Matlab/Simulink simulation model by SVPWM algorithm .In the end, the simulation on results verifies the correctness and feasibility of the algorithm.Keywords：svpwm；simulation；modeling；algorithm；Matlab/Simulink目录摘 要 (1)Abstract (2)目录 (3)第一章 概述 (4)1.1 MA TLAB 动态仿真工具SIMULINK 简介 (4)1.2 SVPWM 的控制算法 (5)1.3 参考电压矢量ref U 所处扇区N 的判断 (7)第二章 SVPWM 控制算法分析 (10)2.1 常规SVPWM 模式下，计算Y X T T , (10)2.2计算A ，B ，C 三相相应的开关时间321,,cm cm cm T T T (12)第三章 SVPWM 的SIMULINK 实现 (13)3.1SVPWM 控制算法原理图 (13)第四章 SVPWM 的SIMULINK 仿真结果 (18)4.1 波形图 (18)总 结 (20)参考文献 (21)第一章概述1.1 MATLAB动态仿真工具SIMULINK简介随着控制理论和控制系统的迅速发展，对控制效果的要求越来越高，控制算法也越来越复杂，因而控制器的设计也越来越困难。
电压空间矢量PWM技术仿真实现
课程名称：电气装备计算机控制技术指导老师：成绩：实验名称：电压空间矢量PWM技术仿真实现实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.掌握电压空间矢量调制的基本原理2.探究SVPWM调制算法的实现方法3.研究SVPWM调制技术的优点4.掌握运用MATLAB/Simulink实现电气控制相关控制系统的虚拟仿真实验5.学会利用SVPWM调制技术实现相应的电气装备控制系统仿真二、实验内容和原理1.实验内容（1）SVPWM控制算法的仿真分析（2）SVPWM调制技术在电气控制中的实践验证2.实验原理（1）SVPWM技术简介PWM技术就是脉宽调制技术，是利用半导体开关器件的导通与关断，把直流电压变为电压脉冲序列，通过控制电压脉冲的宽度或周期以达到控制输出直流电压幅值的目的，或者通过控制电压脉冲序列的周期以达到控制输出交流电压的幅值和频率的目的。
空间电压矢量PWM与传统的正弦PWM不同，它是三相输出电压的整体效果，着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。
SVPWM与SPWM相比较，绕组电流波形谐波成分小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更加逼近圆形，而且使直流母线电压利用率有了很大提高。
电压型逆变器同一桥臂上的两个开关的导通与关断通常是互补的，即当桥臂上一个开关到导通的时候，另一个开关就必然关断。
输出的电压矢量砸复平面是一个脸变形，采用脉宽调制PWM技术，以较高的频率适当地控制逆变器开关状态的各种组合，使得其输出电压波形是一组宽度按照正弦变化的PWM脉冲波。
（2）死区时间及补偿实际开关元件由于存储效应的印象，关断都存在着一段时间的延时，为了防止同一桥臂上两个开关同时导通，必须在同一桥臂上一个开关关断和另一个开关导通之间插入一段时间Td，时间Td根据开关元件存储时间的最大值保留一定的安全裕度来选择。
基于SVPWM三相逆变器在MATLAB下的仿真研究.doc
基于SVPWM 三相逆变器在MATLAB 下的仿真研究摘要：介绍了电压空间矢量脉宽调制控制算法的基本概念; 并简要介绍了利用多种实际矢量合成所需电压矢量的方法及具体的实现算法; 最后,利用 Matlab 的 Simulink 工具箱,建立了SVPWM 逆变器的仿真模型,通过仿真波形可知,该算法是正确的,并分析了逆变器输出的交流电压和电流的谐波。
关键词：SVPWM 、Simulink 、三相逆变器0 引 言电压空间矢量脉宽调制( Space Vector PWM,SVPWM) 控制技术,也称作磁链跟踪控制技术,它是从控制交流电动机的角度出发,最终目的是在电动机气隙空间形成旋转磁场,从而产生恒定的电磁转矩。
空间矢量脉宽调制方法依附其优越的性能指标、易于数字化实现等优点,自提出以来就成为研究的热点,不仅可以应用在各种交流电气传动系统中,而且在电力系统功率因数的调节以及各种利用清洁能源发电的分布式发电系统中都有很好的应用前景。
1 SVPWM 逆变器的原理1.1 电压空间矢量电压空间矢量是研究交流电动机三相电压与电动机旋转磁场关系而提出的虚构物理量。
在空间按 120°对称分布的三相电机定子绕组上施加三相对称电压()1)32sin()32sin(sin ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫+=-==πωπωωt U u t U u t U u m c m b m a在定子绕组中即产生定子电流和磁通。
对单个绕组而言,产生的磁通是脉振的,它仅在固定的绕组轴线位置上有大小和方向的变化,但是在三相绕组的配合作用下,在电机的气隙中就产生了合成的旋转磁场。
电压和电流是时间变量,并没有空间的概念,但是电动机三相绕组产生的旋转磁场是空间和时间的变量,它的大小和空间位置随时间变化,一般以矢量表示。
时空变化的旋转磁场由三相电压产生,为了描述三相电压与电动机旋转磁场的关系,提出了电压空间矢量的概念。
电压空间矢量反映了三相电压综合作用的效果,三相电压与电压空间矢量的关系由 Park 变换来表示:)2()(322401200 j C j B j S e u e u e u u A ++=式中,u s 为电压空间矢量,u A 、u B 、u C 为三相相电压,2/3为变换系数,指数项表示了三相绕组的空间位置。
电压空间矢量脉宽调制技术调制波的建模与仿真
Ｕ
１ ０Ｏ １０ １ Ｏ１ Ｏ ０１ １ ０ Ｏ１ １ ０１
Ｕ０ 用 表 示 ，这 里 Ｘ ０ ０ 可以 为 ０ 、６ 。 、 ｌ ０ 、 １ ０ 、２ ０ 、 。 ０ ２。 ８。 ４。
３０ ，以ｘ ０ 为例 ，可 以 画 出软件 开 关模 式 下 的开关 序 列 、逆 ０。 ＝。 变器 三相 电压 波形 如 图 １ 示 。Ｔ Ｎ通过 表 １ 以看 出 ，为 了满 足 所 Ｏ 可 开关 损耗最 小原 则 ，２ 、６ 间的 主辅 矢量 作用 时 间顺序 需要 改 、４ 区
现 Ｓ ＷＭ。 ＶＰ
表３ 硬件开关模式确定的开关顺序表
这种 开 关模式 可 以ｕ
ｕ 、ｕ 。 ｕ…、ｕ 、 …、ｕ ６ ０ 、ｕ 、
彗
Ｓ
１ ２ ３ ４ ５ ６
Ｕ
１０ ０ １Ｏ １ ０１ ０ ０１ １ ＯＯ１ １ ０１
Ｕ ＋ ６ ０
１０ １ Ｏ１ Ｏ ０１ １ ０ ０１ １ ０１ １ ＯＯ
Ｕ１ １ １
１１ １ ００ ０ １１ １ ００ ０ １１ １ ００ ０
Ｕ１ １ １
１１ １ ００ ０ １１ １ ０ ００ １１ １ ０ ００
Ｕ ＋ 即
１０ １ ０Ｏ １ Ｏ１ １ ００１ １ Ｏ１ １Ｏ ０
Ｉ Ｉ ● ●
种是 软件 开 关模 式 。无 论哪 一 种 方式 在每 个 载波 周期 中必 须解 决
ｕ 、Ｕ 、Ｕ。 。 。、Ｕ 。 的开 关次 序 问题 。不 同的 开关 方 式将 产生 不
Ｂ Ｔ 相 ｂ Ｃ Ｔ 相 ｃ
…
Ｉ１ｒ—— ＇ Ｉ ＇
： ： Ｌ 一
３ Ｓ ＷＭ开关 模式 ＶＰ
实现 Ｓ Ｗ Ｍ的 开关 方式 有 两种 ，一种 是 硬件 开关 模 式 ，一 ＶＰ
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近年来，电机的空间矢量理论被引入到逆变器及其控制中，形成和发展了空间矢量
PWM(SVPWM)控制思想。
其原理就是利用逆变器各桥臂开关控制信号的不同组合，使逆变器输出电压空间矢量的运行轨迹尽可能接近圆形。
空间矢量脉宽调制技术，不仅使电机脉动降低，电流波形畸变减小，且与常规正弦脉宽调制(SP-WM)技术相比，直流电压利用率有很大提高，并更易于数字化实现。
1 电压空间矢量调制(SVPWM)算法
SVPWM是以磁链跟踪控制为目标，使逆变器瞬时输出三相脉冲电压合成的空间电压矢量与期望输出三相正弦波电压合成的空间电压矢量相等。
对于三相电压型逆变器而言，它有8种工作状态，用矢量表示这8种空间状态，如图1所示。
介绍SVPWM工作原理的相关文献很多，这里不再细述，以下给出算法步骤：
(1)判断参考电压矢量Vref所在扇区
引入三个中间变量A，B，C：
则扇区号：S=A+2B+4C。
(2)计算扇区的有效电压空间矢量和零矢量的作用时间Tx，Ty和T0 引入三个中间变量X，Y和Z：
对于不同的扇区，Tx，Ty按表1取值。
饱和判断：Tyout。
计算零电压矢量作用时间：T0=TPWM-Tx-Ty。
(3)开关切换时间分配
先定义空间矢量切换点分别为：
则根据空间矢量所处的扇区不同，晶体管的切换时间Tcm1，Tcm2，Tcm3分别如表2所示。
Simulink仿真环境下可以方便地利用模块和软件编程扩展进行仿真。
根据上述实现方法，构造了如图2所示的Simulink仿真模型。
在模型中使用Repeating Sequence模块作为双向定时计数器，与SVPWM调制波进行比较，其输出作为滞环比较器的输入。
Matlab语言编写的S函数则作为比较值的计算与分配单元。
2 仿真与分析
仿真对象：SVPWM与永磁同步电机。
通过Matlab仿真得到的波形如图3所示。
3 结语
通过仿真研究，SVPWM矢量控制变频调速系统的结构简单，容易实现数字化。
扇区判断正确，占空比对应的时间准确，转矩输出波形较平稳。
其逆变器直流电压利用率比用SPWM高，谐波成分小，采用矢量控制技术的电机调速系统动静态性能非常优良。
/EDA/V oltage_space_vector_research_and_Matlab_simulation.htm。