三电平SVPWM实现原理
SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解
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 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 1-1 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：()cos()()cos(2/3)()cos(2/3)A mB m Cm U t U U t U U t U θθπθπ=⎧⎪=-⎨⎪=+⎩ (1-1)其中，2ft θπ=，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：2/34/33()()()()2j j j A B C m U t U t U t e U t e U e ππθ=++=(1-2) 可见 U(t)是一个旋转的空间矢量，它的幅值为相电压峰值的1.5倍，U m 为相电压峰值，且以角频率ω=2πf 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。
SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解
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！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 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Udc ，逆变器输出的三相相电压为UA 、UB 、UC ，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 UA(t)、UB(t)、UC(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Um 为相电压有效值，f 为电源频率，则有：⎪⎩⎪⎨⎧+=-==)3/2cos()()3/2cos()()cos()(πθπθθm Cm B m A U t U U t U U t U （2-27） 其中，ft πθ2=，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：θππj m j C j B A e U e t U e t U t U t U 23)()()()(3/43/2=++= （2-28）可见 U(t)是一个旋转的空间矢量，它的幅值为相电压峰值的1.5倍，Um 为相电压峰值，且以角频率ω=2πf 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。
SVPWM 工作原理(多种实现方法)
0=<ωt<π/3 π/3=<ωt<2π/3 2π/3=<ωt<π π=<ωt<4π/3 4π/3=<ωt<5π/3 5π/3=<ωt<2π 0=<ωt<π/3 π/3=<ωt<2π/3 2π/3=<ωt<π π=<ωt<4π/3 4π/3=<ωt<5π/3
-cos( -5π/6) Ua’ =
可以算出：
3
SVPWM 控制学习
式中 m 为 SVPWM 调制系数（调制比） ，
m=
3 | Uref | 。 Ud
如果电压矢量标记如图 3 所示，则可以总结归纳如下规律：
式中的 K 表示第 K 个扇区， Tk 和 TK+1 表示该扇区的前一个与后一个基本电压矢量。 当采样时间 Ts 一定时，T4 和 T6 的作用时间确定了合成电压矢量 Uref 的大 小和所处的位置。所需的合成矢量的大小不同，则 T4 和 T6 的作用时间也不同， 所以 T4+T6 的和不一定等于 Ts，则余下的时间只能由零矢量来填补，为了减少 功率器件的开关次数，一般使 U0 和 U7 各占一半时间，即： T0=T7=（Ts-T4-T6）/2 以 7 段式 SVPWM 为例： 假设合成电压矢量 Uref 在第一扇区，如图 5 所示：
5π/3=<ωt<2π 0=<ωt<π/3 π/3=<ωt<2π/3 2π/3=<ωt<π π=<ωt<4π/3 4π/3=<ωt<5π/3 5π/3=<ωt<2π
m
*
-sin( +π/3) -sin - 3 sin( +π/6)
三电平svpwm的等效简化控制算法
三电平svpwm的等效简化控制算法1三相SVPWM的简易控制算法三相SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种三电平的有效调制技术，该技术可以实现完全电平控制。
在这种技术中，模拟功率可以由六个不同的电平信号组成，从而对电源进行可控。
尽管SVPWM具有很好的优势，但是使用SVPWM进行控制会产生大量的运算量和复杂性，因此尝试简化该控制算法。
为了简化SVPWM控制算法，研究者们提出了一种名为“等效SVPWM”的控制算法。
等效SVPWM是一种基于交流逆变器算法的分析，它可以有效地实现多级ZVT的功率控制。
等效SVPWM的思想是，在整个逆变器行程的每个阶段，只控制其中一个独特的三角形，而不是六个相互交替的三角形，从而实现简单的控制算法，减少控制的负载和复杂性。
2等效SVPWM的工作原理等效SVPWM的工作原理是，它把输入端的电子逆变器抽象为一个ABC结构，这个ABC结构有三个节点，A，B和C。
等效SVPWM控制算法从A节点到BC，依次做6次变换，然后从BC到A，即由一个负边依次切换到另一个负边，从而实现输入端的电压的变换。
在等效SVPWM的控制算法中，每个阶段只控制一个三角形，而不是六个相互交替的三角形，这样可以简化控制算法，减少调制模块中的逻辑，节省功耗，并降低计算复杂度。
3等效SVPWM的优势等效SVPWM控制算法具有许多优势，这些优势在于它比传统SVPWM 控制算法具有更低的运算复杂度，可以实现快速的响应，并有可能更大限度地提高效率。
同时，等效SVPWM比其他常见的低阶调制技术具有更高的调制步长，更准确的调制效果，更好的利用率。
针对有源补偿，等效SVPWM技术可以进一步提高系统的效率，同时通过改善功率损耗质量来提高系统性能。
此外，由于等效SVPWM技术可以大大降低复杂性，因此也可以用于削减体积，减少成本。
4结论从上面的讨论可以看出，等效SVPWM控制算法是目前最先进和最有效的三电平SVPWM控制算法，它具有低复杂度，快速响应，高调制步长，准确调制，有效利用率，有效的功率损耗质量和低成本的优势。
SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解第五修改版
SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解第五修改版原理及法则推导：1.基本思路：2.空间向量分解：将直流电压分解为两个共轭的正弦波电压（Va，Vb），并根据三相电流量的大小，将电压分解为三个矢量（Vr，Vs，Vt）。
这三个矢量之间的关系可以用空间矢量图表示，这个图形是一个空间向量图，被称为电流空间矢量图。
3.电流空间矢量图到电压空间矢量图的映射：通过坐标变换，将电流空间矢量图映射到三相电压空间矢量图，可以得到两个电压矢量（Ualpha，Ubeta）和一个零矢量U0。
这三个矢量构成了电压空间矢量图。
4.电压空间矢量图到PWM信号的调制：将电压空间矢量图通过PWM技术进行调制，即将电压矢量的变化映射为三个用于控制晶闸管导通的PWM信号。
通过调节PWM信号的占空比和频率，可以控制电流的大小和方向。
控制算法详解：1.根据给定的控制量（例如转矩、转速等）计算电流空间矢量（Vr，Vs，Vt）的大小和方向。
2. 根据电流空间矢量的大小和方向，通过坐标变换得到对应的电压空间矢量（Ualpha，Ubeta）。
3. 将电压空间矢量（Ualpha，Ubeta）进行空间矢量调制，得到三个PWM信号。
4.根据PWM信号的占空比和频率，控制晶闸管的导通与关闭，实现对电流的控制。
5.循环执行上述步骤，实现对交流电机的调速控制。
1.控制精度高：通过空间矢量调制技术，可以实现对电流的精确控制，提高系统的稳定性和控制精度。
2.输出电压低谐波：SVPWM可以减小输出电压的谐波含量，减少对电机和电网的干扰。
3.谐波承载能力强：SVPWM可以根据需要调整PWM信号的频率和占空比，增加电机对谐波的承载能力。
4.转矩波动小：SVPWM可以通过调整PWM信号的频率和占空比，减小电机的转矩波动，提高系统的稳定性和控制性能。
总结：SVPWM是一种先进的矢量控制技术，可以用于交流电机的无刷直流调速控制和电网无功功率调节。
通过将电流空间矢量图映射到电压空间矢量图，然后通过PWM调制技术对电压进行调制，可以实现对交流电机的精确控制。
SVPWM的原理讲解以及应用过程中的推导与计算
SVPWM的原理讲解以及应用过程中的推导与计算SVPWM(空间矢量调制技术)，是一种电机调速技术，通过在三相电流中引入一个辅助电流，将三相电流分解为一个基础正弦波电流和一个辅助电流，然后根据基础正弦波电流和辅助电流的大小和相位关系，控制电机输出的磁场方向和大小。
SVPWM可以提高电机的效率和控制精度，并减小电机的振动和噪音。
1.电机模型分析：首先，对电机进行建模和分析。
通过将电机抽象为一个旋转矢量图，分析电机的磁场分布和电流控制。
2.空间矢量图：根据电机模型分析，可以得到电机的矢量图。
矢量图用于描述电机的磁场方向和大小，有助于理解电机的运行原理。
3.矢量控制：根据矢量图，可以控制电机的磁场方向和大小。
通过控制电流矢量的大小和相位关系，可以控制电机的输出磁场。
4.空间矢量调制：SVPWM通过将电流矢量分解为一个基础正弦波电流和一个辅助电流，再根据它们的大小和相位关系，控制电机的输出磁场。
辅助电流可以用来改变电机的输出磁场方向，基础正弦波电流用来控制电机的输出磁场大小。
5.SVPWM计算：为了实现SVPWM，需要对电流进行计算和控制。
首先，根据需要的输出磁场向量，计算出对应的辅助电流和基础正弦波电流。
然后，根据电机的控制策略，计算出实际的电流指令。
在计算辅助电流和基础正弦波电流时，可以采用矢量旋转和空间矢量分解的方法。
通过将输出磁场向量进行数学运算和变换，可以得到电流矢量的大小和相位。
具体的计算过程可以按照以下步骤进行：1.确定需要的输出磁场向量的大小和相位。
2.将输出磁场向量进行矢量旋转和变换，得到一个新的矢量。
矢量旋转和变换的具体方法可以根据电机的控制策略和转子位置来确定。
3.将新的矢量分解为一个基础正弦波电流和一个辅助电流。
辅助电流用于改变输出磁场的方向，基础正弦波电流用于控制输出磁场的大小。
4.根据基础正弦波电流和辅助电流的大小和相位关系，计算出实际的电流指令。
根据电机的控制策略，可以使用速度环、电流环等控制器来计算输出的电流指令。
SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解
S V P W M的原理及法则推导和控制算法详解Last revision date: 13 December 2020.1 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。
SPWM 通过控制开关器件的关断得到正弦的输入电压；SVPWM 的控制目标在于如何获得一个圆形的旋转磁场。
之所以成为矢量控制，是因为通过SVPWM 对晶闸管导通的控制可以得到一系列大小和方向可变的空间电压矢量，通过对空间电压矢量进行控制，从而得到圆形旋转磁场。
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Udc ，逆变器输出的三相相电压为UA 、UB 、UC ，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 UA(t)、UB(t)、UC(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°。
三电平vienna整流器的一种简化svpwm算法
一、引言1.1 整流器的概念1.2 三电平Vienna整流器简介二、传统SVPWM算法2.1 SVPWM算法原理2.2 传统SVPWM算法的缺点三、简化SVPWM算法的需求分析3.1 算法复杂度3.2 控制精度要求四、简化SVPWM算法的设计思路4.1 采样周期的选择4.2 空间矢量的选择五、简化SVPWM算法的实现步骤5.1 电网电压的测量5.2 电流控制环的设计5.3 输出电压控制环的设计六、简化SVPWM算法的仿真分析七、结论引言1.1 整流器的概念电力电子技术作为一种重要的变流技术，广泛应用于各种电力系统中。
而整流器作为电力电子技术中的一种重要设备，主要用于将交流电转换为直流电，通常用于直流电动机驱动、直流电压稳定和有源电力滤波等领域。
1.2 三电平Vienna整流器简介三电平Vienna整流器是一种特殊的三电平整流器，具有输出电压质量好、输出谐波低等特点，因此在风力发电、光伏发电、电动汽车等领域得到了广泛的应用。
但传统的SVPWM算法在控制该整流器时存在一些问题，因此需要一种简化的SVPWM算法来解决这些问题。
传统SVPWM算法2.1 SVPWM算法原理SVPWM是空间矢量调制技术中的一种重要算法，它通过对比较器的输出信号进行处理，实现对逆变器的PWM控制，从而控制输出电压的大小和频率。
2.2 传统SVPWM算法的缺点传统的SVPWM算法存在着计算复杂度高、控制精度低等问题，特别在三电平Vienna整流器控制中，传统的SVPWM算法难以满足其对控制精度和响应速度的要求。
简化SVPWM算法的需求分析3.1 算法复杂度三电平Vienna整流器在实际应用中，由于其控制变量较多，传统的SVPWM算法会导致算法复杂度较高，不利于实际应用。
3.2 控制精度要求三电平Vienna整流器在控制过程中对于输出电压的精度要求较高，而传统的SVPWM算法在控制精度上存在一定的局限。
简化SVPWM算法的设计思路4.1 采样周期的选择为了简化SVPWM算法，首先可以选择较大的采样周期，以减小计算量和系统负荷。
svpwm工作原理
svpwm工作原理SVPWM工作原理SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种高效的电力电子变换技术，广泛应用于交流驱动器和直流驱动器中。
它可以通过控制逆变器的输出来实现对电机的精确控制，从而提高系统的效率和性能。
1. 基本概念在了解SVPWM工作原理之前，需要先了解一些基本概念。
首先是空间向量。
空间向量是由两个正弦波形成的矢量，表示三相交流信号的相对位置和幅值。
其次是矢量图。
矢量图是用于表示空间向量之间关系的图形。
2. SVPWM原理SVPWM实际上是一种PWM技术，与传统PWM技术不同之处在于它采用了矢量控制方法，可以更加精确地控制逆变器输出电压和频率。
首先，在SVPWM中需要将三相交流信号转换为直流信号。
这可以通过使用三个单相桥式整流器来实现。
接下来，在逆变器端口添加一个低通滤波器，以去除高频噪声。
然后，在每个PWM周期内，根据所需输出电压和频率计算出对应的空间向量，并将其转换为三相交流信号。
这可以通过使用矢量图来实现，其中每个空间向量都表示为三个正弦波的线性组合。
最后，根据所需输出电压和频率，在每个PWM周期内计算出占空比，并将其应用于逆变器的开关管。
这可以通过使用SVPWM算法来实现，该算法将所需输出电压和频率映射到一个六边形空间向量图中，并计算出每个开关管的占空比。
3. SVPWM优点相对于传统PWM技术，SVPWM具有以下优点：（1）精度更高：SVPWM采用矢量控制方法，可以更加精确地控制逆变器输出电压和频率。
（2）效率更高：SVPWM可以减少逆变器开关管的损耗，从而提高系统效率。
（3）噪声更小：SVPWM可以减少逆变器输出的高频噪声，从而降低系统噪声水平。
4. SVPWM应用SVPWM广泛应用于各种交流驱动器和直流驱动器中。
例如，在交流驱动器中，它可以用于控制三相异步电机的速度和位置；在直流驱动器中，它可以用于控制直流电机的速度和位置。
SVPWM算法原理及详解
SVPWM算法原理及详解1.概述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。
2.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。
在上图的逆变电路中，设直流母线上的电压为Udc，逆变器输出的三相相电压为UA、UB、UC，其分别施加在空间上互差120度的平面坐标系上，定义这三个电压空间矢量为UA(t)、UB(t)、UC(t)，他们方向始终在各自的轴线上，而大小随时间按正弦规律变化，时间相位上互差120度。
假设Um为相电压的有效值，f为电源频率，则有：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= 2πf按逆时针方向匀速旋转的空间矢量。
而SVPWM 算法的目的就是使用三相桥的开关状态把在空间中旋转的U(t)矢量表示出来。
由于逆变器三相桥臂共有6个开关管，为了研究各相上下桥臂不同开关组合时逆变器输出的空间电压矢量，特定义开关函数Sx(x=a、b、c) 为：(Sa、Sb、Sc)的全部可能组合共有八个，包括6个非零矢量Ul(001)、U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110)、和两个零矢量 U0(000)、U7(111)，下面以其中一种开关组合为例分析，假设Sx(x=a、b、c)=(100)，此时等效电路如图：因此相电压可以表示为：（相电压是每相相对于电机中间连接点的电压）同理可得，其他开关状态三相的相电压。
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Sc1
C 1
+
Sa2
Sb 2
Sc 2
L c
R
a O +
Sa3
Sb3
b
Sc3
ea eb
ec
n
C 2 N
Sa 4
Sb 4
Sc 4
图 4 三相三电平变流器的开关函数模式主电路结构图
在三相三电平 VSR 拓扑结构中， 为分析方便， 首先定义单极性三值逻辑开关 函数 S x 为：
1 S x 0 1 当( S x1 , S x2 , S x3 , S x4 ) (1,1, 0, 0), 输出电压U dc / 2 当( S x1 , S x2 , S x3 , S x4 ) (0,1,1, 0), 输出电压0 当( S x1 , S x2 , S x3 , S x4 ) (0, 0,1,1), 输出电压-U dc / 2
VDa4
VTa4
VTa 4
VDa4
VDa4
N
(a)VTa1、VTa 2导通
(b)VDa 5、VTa 2导通
(c)VDa 3、VDa 4导通
图 2 三电平变流器 a 相电流流向(负载电流为正)
P
VTa1
P
Байду номын сангаасVD a1
VTa1
P
VDa1
C 1
+
VDa5
VTa2
C 1
VDa2
+
VDa5
VTa 2
VTa1
VDa1
VDa2
C 1
+
VDa5
VTa 2
VDa2
O + C 2 N
VD a6
a
VTa3
O
VDa3
a
VD a6
O
VTa3
a
VD a6
+ C 2 N
VDa3
+ C 2 N
VTa3
VDa3
VTa4
VD a4
VTa4
VDa4
VTa4
VDa4
(a)VTa 3、VTa 4导通
(b)VTa 3、VDa 6导通
(c)VDa1、VDa 2导通
2.3 三相三电平电压型变流器空间电压矢量分布
在三相平衡系统中，在复平面内定义空间电压矢量 U ：
Uk
2 3
(u an u bn e
j 2 3
u cn e
j 2 3
)
1 3
1 6
U dc ( S a S b e
j 2 3
Sc e
j 2 3
)
（3）
U [(2 S S S ) j
三电平 SVPWM 实现原理
1 应用范围
本文档为三电平变流器的 SVPWM（空间矢量 PWM）算法介绍，为二极管中点 钳位式三相三电平变流器 SVPWM 的原理及实现，可应用于光伏发电逆变器、风 力发电变流器、储能变流器等。 在三相电压型变流器中，三电平 SVPWM 具有降低开关管的电压等级要求、 降低对开关频率等级要求、开关损耗更低、逆变波形畸变率更小等优点。
图 3 三电平变流器 a 相电流流向(负载电流为负)
在三电平变流器的开关导通原则中，VT1、VT3 标准驱动信号为一对高低电 平状态相反的脉冲，VT2、VT4 标准驱动信号为一对高低电平状态相反的脉冲， 具体开关组合可以参考下文矢量合成时的开关组合。
2.2 三相三电平电压型变流器的开关函数模型
P
S a1
P
VTa1
P
VD a1
P
VTa1
VDa1
C 1
+
VDa5
VTa2
VDa2
C1
+
VDa5
VTa 2
C 1
VDa 2
+
VDa 5
VTa1
VDa1
VDa2
VTa 2
O + C 2 N
VD a6
a
VTa3
O + C2
VDa6
a
VTa 3
O
VDa1
a
VDa6
VTa 3
VDa3
VDa 3
+
VDa3
C 2 N
VTa4
三电平变流器的每相桥臂有三个基本电平状态，下面以 a 相为例进行分 析，a 相电压的大小是相对于中性点 0 的电位而言，开关管状态变化时，uao 有 三种电平：-Udc/2、0、Udc/2，这也就是图 1 拓扑结构的变流器被称为三电平变 流器的原因。 当主开关管 VTa1、VTa2 导通，VTa3、VTa4 关断时，a 相输出电压为 Udc/2，VTa3、VTa4 导通，VTa1、VTa2 关断时，a 相输出电压为-Udc/2，VTa2、 VTa3 导通，VTa1、VTa4 关断时，a 相输出电压为 0 电平。负载电流不同，功率 开关管的开关状态改变，电流的流向决定具体导通的是功率开关管还是续流二 极管。具体导通情况可以参看图 2 和图 3。以图 2(b)为例分析，VTa2、VTa3 为 高电平，要保持电流由 a 相桥臂流出，只能是 VDa5、VTa2 导通，其余管子导通 的类似。
2 三相三电平 SVPWM 的原理及其实现 2.1 三相三电平变流器的工作原理
P
VTa1
VDa1
VTb1
VDb1
C 1
+
VDa5
VTc1
VDc1
VTa 2
VDa2
VDb5
VTb2
VDb2
VDc5
VTc2
VDc2
L
R
a O + C 2 N
图1
VD a6
b c
VD b6
VTb3
ea eb
ec
n
VTa3
VDa3
（1）
式中 x=a，b，c；1 为对应开关器件开通，0 为对应开关器件关断。 在图 4 所示电路中，选取负载中心点 n 为电位参考点，近似与三相 VSR 变 流器的二值逻辑开关函数推导，根据 KVL 定理推导出三电平变流器三相输出相 电压为：
1 1 uan 2 [ S a 3 ( S a Sb S c )]U dc 1 1 （2） ubn [ Sb ( S a Sb S c )]U dc 2 3 1 1 ucn 2 [ S c 3 ( S a Sb S c )]U dc 此时，可以得到三电平电压型变流器的相电压瞬时值： uan 、 ubn 、 ucn 。
VD b3
VDc6
VTc3
VDc3
VTa4
VDa4
VTb4
VDb4
VTc4
VDc4
三相三电平变流器主电路拓扑结构图
图 1 是二极管钳位式三电平空间矢量变流器的主回路拓扑结构图，从图 1 可以看出，三电平变流器的每个桥臂有四个功率开关管：VT1、VT2、VT3、 VT4，四个功率开关管分别反并联一个续流二极管:VDa1、VDa2、VDa3、VDa4， 两个辅助钳位二极管：VD5、VD6，主开关管 VT1、VT4 实现和两电平变流器主电 路中上下管相同的功能，每桥臂的 VT2、VT3、VD5、VD6 起零电平钳位作用，将 输出电压钳位在零电平。三电平变流器直流侧由直流电容 C1、C2 组成，且这两 个电容中间点 O 和钳位二极管的中点相连接，在这种连接方式下，中点 O 的电 位会随着电流变化和开关状态的影响而浮动。