[20150123]SVPWM具体实现过程
SVPWM的实现过程(附C代码)
SVPWM 算法的实现过程1、算法的输入与输出输入u s α、u s β 输出：三个比较寄存器的值CompA 、CompB 、CompC根据给定的二相静止坐标系中两个电压分量u s α、u s β，根据电压矢量所在的扇区选择相邻的两个的电压矢量，并计算相邻两个电压矢量的作用时间，按照7段式SVPWM 对CompA 、CompB 、CompC 进行赋值，算法的流程如下：2、扇区计算空间矢量调制的第一步是判断由u s α、u s β所决定的空间电压矢（U ref ）量所处的扇区。
假定合成的电压矢量落在第 I 扇区，可知其等价条件如下：0<arctan(u s β/u s α)<60 º 以上等价条件再结合矢量图几何关系分析，可以判断出合成电压矢量。
落在第N 扇区的充分必要条件,得出下表1-1：ref s β 3u s α-u s β 、− 3u s α-u s β 三式决定，因此令：1232222U U U U U U ββαβα⎧=⎪⎪⎪=-⎨⎪⎪=--⎪⎩再定义，若U 1>0 ，则 A=1，否则 A=0； 若U 2>0 ，则 B=1，否则 B=0；若U 3>0 ，则 C=1，否则 C=0。
可以看出 A ，B ，C 之间共有八种组合，但由判断扇区的公式可知 A ，B ，C 不会同时为 1 或同时为 0，所以实际的组合是六种，A ，B ，C 组合取不同的值对 应着不同的扇区，并且是一一对应的，因此完全可以由 A ，B ，C 的组合判断所在的扇区。
为区别六种状态，令 X=4*C+2*B+A ，则可以通过下表计算参考电压 矢量 U ref 所在的扇区。
表 1-2 X 值与扇区对应关系采用上述方法，只需经过简单的加减及逻辑运算即可确定所在的扇区，对于提高系统的响应速度和进行仿真都是很有意义的。
3、扇区相邻电压矢量的作用时间计算当电压矢量位于第一扇区时，欲用 U 4、U 6、U 0 及 U 7 合成，用平均值等效可得：4466ref S U T U T U T *=*+*因为 |U 4|=|U 6|=2U dc /3 ，所以可以得到各矢量的状态保持时间为： T 6=3T s U dc u s βT 4=Ts U dc(32u s α−32u s β)当电压矢量位于其他扇区时同理可算出相邻电压的作用时间： 第二扇区：T 6=T s U dc(32u s α+32u s β) T 2=T s U dc(−32u s α+32u s β) 第三扇区：T 2= 3T sUdcu s βT 3=−T s U dc(32u s α+32u s β) 第四扇区：T 1=−3T s U dcu s β T 3=T s U dc(−32u s α+32u s β)第五扇区：T1=−T sU dc (32u sα+32u sβ)T5=T sU dc(32u sα−32u sβ)第六扇区：T5=−3T sU dc u sβT4=T sU dc(32u sα+32u sβ)令x=3T sU dc u sβ，y=T sU dc(32u sα+32u sβ)，z=T sU dc(32u sα−32u sβ)，则在每个扇区相邻的两电压矢量的作用时间如下表所示：4、计算比较寄存器的值通过上面的计算，已经的到了电压矢量所在的扇区以及相邻电压矢量的作用时间，接下来的问题是如何根据上面的结果来计算寄存器的值，使得DSP的ePWM模块发出正确的脉冲信号控制三相电桥。
SVPWM的原理讲解
SVPWM的原理讲解SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种基于空间矢量的脉宽调制技术，用于控制交流电机的三相逆变器。
它在电机控制中广泛应用，具有高效、低失真和高精度的优点。
本文将从原理、工作原理和优点三个方面对SVPWM进行详细介绍。
一、原理SVPWM的基本原理是将三相电压分解为alpha轴和beta轴的两个独立分量，然后根据alpha和beta的大小和相位差计算得到一个空间矢量，最后根据空间矢量的方向和大小来确定控制电压波形。
通过合理的调节控制电压的大小和频率，可以实现对电机的精确控制。
二、工作原理1. 坐标变换：将三相电压转换为alpha轴和beta轴的分量，通过如下公式计算得到alpha和beta：alpha = 2/3*Va - 1/3*Vb - 1/3*Vcbeta = sqrt(3)/3*Vb - sqrt(3)/3*Vc2. 空间矢量计算：根据alpha和beta的大小和相位差计算得到空间矢量。
空间矢量的方向和大小决定了逆变器输出电压的形状和频率。
3.脉宽调制：根据空间矢量的方向和大小来确定脉冲的宽度和频率。
通常，采用时间比较器和斜坡发生器来实现脉冲宽度调制，使得逆变器输出的脉冲宽度能够跟随空间矢量的变化。
4.逆变器控制：将调制好的脉宽信号通过逆变器输出到交流电机。
逆变器通过控制脉冲宽度和频率来改变输出电压的形状和频率，从而实现对电机的精确控制。
三、优点1.高效：SVPWM技术能够将三相电压转换为整数变化的脉宽信号，减少了功率器件的开关次数，提高了逆变器的转换效率。
2.低失真：SVPWM技术能够通过精确控制脉冲宽度和频率来改变输出电压的形状和频率，减小了电机输出的谐波失真，提高了电机的运行效果和负载能力。
3.高精度：SVPWM技术能够实现对电机的精确控制，通过调整输出电压的波形和频率，可以实现电机的恒转矩和恒转速控制，提高了电机的控制精度和稳定性。
SVPWM的原理和法则推导和控制算法详细讲解
SVPWM的原理和法则推导和控制算法详细讲解SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种三相不对称多电平PWM调制技术。
其原理是将三相电压转换为空间矢量信号，通过调制的方式控制逆变器输出电压，以实现对三相电机的控制。
下面将详细介绍SVPWM的原理、法则推导以及控制算法。
一、原理：SVPWM的原理在于将三相电压分解为两相，即垂直于矢量且相互垂直的两个分量，直流坐标分量和交流坐标分量。
其中，直流坐标分量用于产生直流电压，交流坐标分量用于产生交流电压。
通过对直流和交流坐标的调制，可以生成所需的输出电压。
二、法则推导：1.将三相电压写成直流坐标系下的矢量形式：V_dc = V_d - 0.5 * V_a - 0.5 * V_bV_ac = sqrt(3) * (0.5 * V_a - 0.5 * V_b)2. 空间矢量信号通过电源电压和载波进行调制来生成输出电压。
其中，电源电压表示为空间矢量V。
根据配比原则，V_dc和V_ac分别表示空间矢量V沿直流和交流坐标的分量。
V = V_dc + V_ac3.根据法则推导，导出SVPWM的输出电压：V_u = 1/3 * (2 * V_dc + V_ac)V_v = 1/3 * (-V_dc + V_ac)V_w = 1/3 * (-V_dc - V_ac)三、控制算法：1. 设定目标矢量Vs，将其转换为直流坐标系分量V_dc和交流坐标系分量V_ac。
2.计算空间矢量的模长：V_m = sqrt(V_dc^2 + V_ac^2)3.计算空间矢量与各相电压矢量之间的夹角θ：θ = arctan(V_ac / V_dc)4.计算换向周期T和换相周期T1：T=(2*π*N)/ω_eT1=T/6其中，N为极对数，ω_e为电机的角速度。
5.根据目标矢量和夹角θ，确定目标矢量对应的扇区。
6.根据目标矢量和目标矢量对应的扇区，计算SVPWM的换相角度β和占空比：β=(2*π*N*θ)/3D_u = (V_m * cos(β) / V_dc) + 0.5D_v = (V_m * cos(β - (2 * π / 3)) / V_dc) + 0.5D_w=1-D_u-D_v以上步骤即为SVPWM的控制算法。
SVPWM的实现过程
CompACompB CompC SVPWM 算法的实现过程1、算法的输入与输出 输入、输出：三个比较寄存器的值CompA 、CompB 、CompC根据给定的二相静止坐标系中两个电压分量、，根据电压矢量所在的扇区选择相邻的两个的电压矢量，并计算相邻两个电压矢量的作用时间，按照7段式SVPWM 对CompA 、CompB 、CompC 进行赋值，算法的流程如下：2、扇区计算空间矢量调制的第一步是判断由、所决定的空间电压矢（）量所处的扇区。
假定合成的电压矢量落在第 I 扇区，可知其等价条件如下：0<arctan(/)<60 º以上等价条件再结合矢量图几何关系分析，可以判断出合成电压矢量。
落在第N 扇区的充分必要条件,得出下表1-1： 扇区 落在此扇区的充要条件I ，>0 且Ⅱ ， 且 Ⅲ ， 且-Ⅳ ，且/Ⅴ 且 Ⅵ ，且/若进一步分析以上的条件，有可看出参考电压矢量所在的扇区完全由、计算电压矢量所在的扇区N选取电压矢量并计算相邻两个电压矢量作用的时间Tx 、Ty 采用7段式SVPWM 计算比较寄存器的值 N TxTy- 、- 三式决定，因此令：123322322U U U U U U U U ββαβα⎧=⎪⎪⎪=-⎨⎪⎪=--⎪⎩再定义，若U 1>0 ，则 A=1，否则 A=0； 若U 2>0 ，则 B=1，否则 B=0；若U 3>0 ，则 C=1，否则 C=0。
可以看出 A ，B ，C 之间共有八种组合，但由判断扇区的公式可知 A ，B ，C 不会同时为 1 或同时为 0，所以实际的组合是六种，A ，B ，C 组合取不同的值对 应着不同的扇区，并且是一一对应的，因此完全可以由 A ，B ，C 的组合判断所在的扇区。
为区别六种状态，令 X=4*C+2*B+A ，则可以通过下表计算参考电压 矢量 U ref 所在的扇区。
表 1-2 X 值与扇区对应关系 X 3 1 5 4 6 2 扇区号ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ采用上述方法，只需经过简单的加减及逻辑运算即可确定所在的扇区，对于提高系统的响应速度和进行仿真都是很有意义的。
[20150123]SVPWM具体实现过程
![[20150123]SVPWM具体实现过程](https://img.taocdn.com/s3/m/dcacb11610a6f524ccbf8550.png)
SVPWM 实现过程SVPWM 的输入为一个旋转的电压矢量，设其幅值为ref U ，将它在二维垂直坐标系αβ上分解如下：cos()sin()ref ref u U u U αβθθ=⋅=⋅ 其中[)0,2θπ∈SVPWM 的输出是三相逆变桥上的各个MOS 管的占空比。
设三相逆变桥的输出端直流母线电压为DC U ，则/DC svpwm pwm ref U K T U =⋅，调整其中参数svpwm K ，几个得到不同幅值的输出，调整θ的角速度，即可得到不同频率的输出。
简单点可以理解为一个逆变器的工作原理。
1. 先计算下面三个等式的值11212221322u u u u u u u βαβαβ==-=--2. 将(1,2,3)u u u 分别与0比较3. 分别在6个分区上计算合成(,)u u αβ矢量的两个分量 以第一区为例：计算好所有分区的结果总结如下表：032312()/2pwm x y x yt t T T T t t T t t T ==--=+=+svpwm K 为一常系数，在Uref 归一化的情况下，其最大值可取值为PWM 周期大小。
4. 计算得到的A,B,C 三相占空比变化曲线大致如下：（12002000svpwm K Ts ==，）A,B,C 三相分别有两个MOS 管，这两个MOS 管的输出应该是互补的。
附件Matlab程序m文件：test_svpwm2.m参考文献：AN908 dsPIC30F实现交流感应电机的矢量控制.pdf ，Microchip Clarke变换中系数根号三分之二的推导.pdfSVPWM的原理及法则推导和控制算法详解.pdf空间矢量控制(SVPWM)原理.pdf。
SVPWM的原理与法则推导和控制算法详解
SVPWM的原理与法则推导和控制算法详解SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常用于电力电子系统中的调制技术，用于控制交流电机的转速和输出电压。
它通过在电机相电流中施加适当的电压向量来控制电机的输出。
SVPWM的原理基于矢量变换理论和电压空间矢量的概念。
在SVPWM中，通过合理地选择电机相电流的方向和幅值，可以实现各种输出电压波形。
具体来说，SVPWM通过将输入直流电压转化为三相交流电压，然后按照一定的时序开关三相电压源，最终实现对电机的控制。
对于输入直流电压Vin和电机的相电流ia，ib和ic，SVPWM的推导可以分为以下几个步骤：1.将三相电流转换为两相电流：α = ia - ib / √3β = (2*ic - ia - ib) / √6其中，α和β分别表示两个正交轴向的电流分量。
2.计算电机相电流的矢量和以及矢量角度：i=√(α^2+β^2)θ = arctan(β/α)其中，i表示电流的矢量和，θ表示电流矢量的角度。
3.通过计算矢量角度来确定电压空间矢量的方向：根据电流矢量角度的范围，将电流矢量所在的区域划分为6个扇区（S1-S6），每个扇区对应一个电压空间矢量的方向。
4.计算电压空间矢量的幅值：根据电流矢量的大小，计算得出在相应扇区内的电压空间矢量的幅值。
5.根据电压空间矢量的方向和幅值，计算各相电压的占空比：根据电压空间矢量的方向和幅值，可以得出控制电机的各相电压的占空比。
1.读取电机的输入参数，包括电流、速度和位置信号。
2.根据输入参数计算出电机相电流的矢量和和矢量角度。
3.根据矢量角度确定电压空间矢量的方向。
4.根据矢量角度和矢量幅值计算电压空间矢量的幅值。
5.根据电压空间矢量的方向和幅值，计算出各相电压的占空比。
6.将占空比参考信号与电机的PWM生成模块相结合，通过逆变器将控制信号转化为交流电压，并驱动电机运行。
7.循环执行以上步骤，并实时调整占空比，以实现对电机速度和输出电压的精确控制。
svpwm的原理及法则推导和控制算法详解
svpwm的原理及法则推导和控制算法详解SVPWM是一种空间矢量脉宽调制技术，常应用于交流电机的无传感器矢量控制方案中。
SVPWM的原理及法则推导涉及到三相交流电机理论、空间矢量分析以及脉宽调制等内容。
下面将对SVPWM的原理、法则推导和控制算法进行详解。
1.SVPWM原理SVPWM的原理是基于交流电机的三相正弦波电流与空间矢量之间的转换关系。
交流电机的电流空间矢量可以表示为一个复数形式，即电流空间矢量(ia, ib, ic) = ia + jib。
空间矢量在空间中对应一个电机角度θ。
SVPWM的目标是控制交流电机的三相正弦波电流，使其与预期空间矢量一致，从而控制电机输出力矩和转速。
SVPWM首先对预期空间矢量进行空间矢量分解，将其分解为两个基本矢量Va和Vb。
然后根据电机角度θ和两个基本矢量的大小比例，计算出三相正弦波电流的幅值和相位。
2.SVPWM法则推导SVPWM的法则推导是为了实现精确控制电机的输出力矩和转速。
在法则推导中，首先需要建立电流与电压之间的关系，然后计算出三相正弦波电流的幅值和相位。
最后根据幅值和相位生成PWM波形，控制交流电机的动作。
具体推导过程如下：-步骤1：计算Va和Vb的大小比例，根据预期空间矢量和电机角度θ，可以通过三角函数计算出Va和Vb的幅值。
-步骤2：计算Vc，由于交流电机为三相对称系统，Vc的幅值等于Va和Vb的和，相位等于Va相位加120度。
-步骤3：计算三相正弦波电流的幅值和相位，幅值可以通过输入电压和阻抗模型计算得到。
-步骤4：根据幅值和相位生成PWM波形。
3.SVPWM控制算法SVPWM控制算法实现了对交流电机输出力矩和转速的精确控制。
- 步骤1：通过位置传感器或者传感器less技术获取电机角度θ。
-步骤2：根据预期输出力矩和转速，计算出预期空间矢量。
-步骤3：根据电机角度θ和预期空间矢量，计算出Va和Vb的幅值。
-步骤4：根据Va和Vb的大小比例和Vc的相位，生成PWM波形。
svpwm工作原理
svpwm工作原理一、引言随着电力电子技术的不断发展，交流电机控制技术也得到了广泛应用。
其中，空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）技术是一种常用的交流电机控制方法。
本文将详细介绍SVPWM的工作原理及其在交流电机控制中的应用。
二、SVPWM原理2.1 基本原理SVPWM是一种通过控制电压的矢量合成，实现对交流电机输出电压和频率的调节的方法。
它通过将三相交流电压分解为两个正交轴上的分量，实现对电机的精确控制。
SVPWM的基本原理可以概括为以下几个步骤：1.将三相交流电压转换为αβ坐标系下的矢量；2.根据所需输出电压的大小和相位，计算出指定的矢量；3.将指定的矢量转换为三相交流电压；4.通过调节矢量的大小和相位，控制电机输出电压和频率。
2.2 SVPWM的工作过程SVPWM的工作过程可以分为两个阶段：矢量选择和矢量合成。
2.2.1 矢量选择在矢量选择阶段，根据所需输出电压的大小和相位，选择合适的矢量。
一般情况下，矢量选择可分为以下几个步骤：1.根据所需输出电压的大小，确定电压矢量的幅值；2.根据所需输出电压的相位，确定电压矢量的角度；3.根据电压矢量的幅值和角度，计算出对应的αβ坐标系下的矢量。
2.2.2 矢量合成在矢量合成阶段，将选择好的矢量转换为三相交流电压输出。
矢量合成的具体步骤如下：1.将选择好的矢量转换为三相交流电压；2.根据矢量的大小和相位，计算出对应的PWM波形；3.将PWM波形与三相交流电压进行合成；4.输出合成后的三相交流电压。
三、SVPWM在交流电机控制中的应用SVPWM作为一种高效可靠的交流电机控制技术，广泛应用于各种类型的交流电机控制系统中。
以下是SVPWM在交流电机控制中的几个应用：3.1 速度控制SVPWM可以通过控制输出电压的大小和频率，实现对交流电机的速度控制。
通过调节矢量的幅值和相位，可以实现电机的平稳启动、加速、减速和停止等功能。
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SVPWM 实现过程
SVPWM 的输入为一个旋转的电压矢量，设其幅值为ref U ，将它在二维垂直坐标系αβ上分解如下：
cos()sin()
ref ref u U u U αβθθ=⋅=⋅ 其中[)0,2θπ∈
SVPWM 的输出是三相逆变桥上的各个MOS 管的占空比。
设三相逆变桥的输出端直流母线电压为DC U ，则/DC svpwm pwm ref U K T U =⋅，调整其中参数svpwm K ，几个得到不同幅值的输出，调整θ的角速度，即可得到不同频率的输出。
简单点可以理解为一个逆变器的工作原理。
1. 先计算下面三个等式的值
11212221
322
u u u u u u u β
αβαβ
==-=--
2. 将(1,2,3)u u u 分别与0比较
3. 分别在6个分区上计算合成(,)u u αβ矢量的两个分量 以第一区为例：
计算好所有分区的结果总结如下表：
032312()/2pwm x y x y
t t T T T t t T t t T ==--=+=+
svpwm K 为一常系数，在Uref 归一化的情况下，其最大值可取值为PWM 周期大小。
4. 计算得到的A,B,C 三相占空比变化曲线大致如下：（12002000svpwm K Ts ==，）
A,B,C 三相分别有两个MOS 管，这两个MOS 管的输出应该是互补的。
附件Matlab程序m文件：test_svpwm2.m
参考文献：
AN908 dsPIC30F实现交流感应电机的矢量控制.pdf ，Microchip Clarke变换中系数根号三分之二的推导.pdf
SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解.pdf
空间矢量控制(SVPWM)原理.pdf。