空间矢量脉宽调制技术的仿真研究
三相电压型SVPWM整流器仿真研究
三相电压型SVPWM整流器仿真研究一、概述随着电力电子技术的快速发展，三相电压型SVPWM（空间矢量脉宽调制）整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在新能源发电、电机驱动、电网治理等领域得到了广泛应用。
SVPWM技术以其独特的调制方式，能够实现输出电压波形的高精度控制，提高整流器的电能转换效率，降低谐波污染，成为现代电力电子技术的研究热点。
三相电压型SVPWM整流器的基本工作原理是通过控制整流器的开关管通断，将交流电源转换为直流电源，为负载提供稳定、可靠的直流电能。
在SVPWM调制策略下，整流器能够实现对输入电压、电流的高效控制，使电网侧的功率因数接近1，从而减小对电网的谐波污染，提高电能质量。
为了深入了解三相电压型SVPWM整流器的性能特点，本文将对其仿真研究进行深入探讨。
通过建立整流器的数学模型，利用仿真软件对其进行仿真分析，可以直观地了解整流器在不同工作条件下的运行特性，为实际工程应用提供有力支持。
仿真研究还可以为整流器的优化设计、参数选择等提供理论依据，推动三相电压型SVPWM整流器技术的进一步发展。
三相电压型SVPWM整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在现代电力电子技术中具有重要的应用价值。
通过仿真研究，可以深入了解其性能特点，为实际应用提供有力支持，推动相关技术的不断发展。
1. 研究背景：介绍三相电压型SVPWM整流器的研究背景及其在电力电子领域的应用价值。
能源转换效率的提升：在当前的能源结构中，电力是最主要的能源形式之一。
电力在传输和分配过程中往往存在损耗和污染。
三相电压型SVPWM整流器作为一种能够实现AC（交流）到DC（直流）高效转换的装置，能够显著提高能源转换效率，降低能源浪费，从而满足日益增长的能源需求。
电网稳定性的改善：随着可再生能源的快速发展，电网的稳定性问题日益突出。
三相电压型SVPWM整流器具有快速响应和精准控制的特点，能够有效地改善电网的电能质量，提高电网的稳定性。
空间矢量脉宽调制技术
空间矢量脉宽调制技术空间矢量脉宽调制技术（SPWM）是一种广泛应用于电力电子和驱动控制系统中的调制技术。
该技术是基于对正弦波进行Pulse Width Modulation（PWM）的基础上，通过多种空间矢量变换的方式，进一步提高功率电子器件的使用效率和控制精度。
本文旨在探究SPWM 技术的原理、发展历程及在实际应用中的优点和挑战。
一、SPWM技术的原理SPWM技术是一种通过调制信号的脉宽来控制功率开关器件的电力电子调制技术，其原理基于三相交流电源。
具体而言，SPWM技术涉及到对正弦波电源进行采样、比较、引出调制波等操作，最终生成宽度可调的PWM信号，用于控制功率开关器件的通断。
在SPWM技术中，生成一个矢量的宽度可以通过比较采样信号和调制信号来实现。
采样信号是正弦波电源经过采样转换后得到的“参照信号”，调制信号则是通过多种空间矢量变换技术得到的“控制信号”。
1. 采样：将三相电源的正弦波进行采样转换，得到由三个方向的“参照信号”。
2. 比较：将每个参照信号与对应的调制信号进行比较，得到每个周期内相应的PWM信号。
3. 引出调制波：通过正弦波调制，将参照信号转换成空间矢量，得到三个方向的“控制信号”。
4. 生成PWM信号：根据每个周期内相应的控制信号，生成宽度可调的PWM信号，用于控制功率开关器件的通断。
SPWM技术的发展历程可以追溯到上世纪70年代末，当时由于功率开关器件的普及，PWM技术成为电力电子调制技术的主流技术。
SPWM技术的发展缘起于对传统PWM技术中影响系统效率和精度的限制的挑战。
传统PWM技术在控制效率和精度上有着天然的限制，因此SPWM技术的出现实际是为了进一步提高系统的效率和精度。
在此基础上，SPWM技术一步步得到完善。
90年代初期，国外开始出现一些SPWM技术的研究成果，如空间矢量调制技术（SVM）、对称空间矢量调制技术（SSVM）等。
此后，国内也相继出现大量研究SPWM技术的文献。
《2024年空间矢量脉宽调制方法的研究》范文
《空间矢量脉宽调制方法的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的发展，空间矢量脉宽调制（SVPWM）已经成为电机驱动和控制系统中的重要控制技术之一。
该方法不仅能够有效减少逆变器输出的谐波成分，还可以降低系统的功耗和噪音。
因此，本文将对空间矢量脉宽调制方法进行深入的研究，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、空间矢量脉宽调制的基本原理空间矢量脉宽调制（SVPWM）是一种基于电压空间矢量的调制方法。
该方法将电机绕组上的电压和电流信息转化为逆变器输出电压的空间矢量，进而实现电机的控制。
在SVPWM方法中，通过对多个小三角形的组合来近似等效某一扇形区域内的时间矢量，以获得较高的输出电压和更小的谐波分量。
三、SVPWM的常用算法研究SVPWM算法有多种实现方式，其中最常用的是六步法SVPWM和七段式SVPWM。
六步法SVPWM算法简单易行，但输出电压的利用率较低；而七段式SVPWM算法通过插入零序矢量来优化输出波形，能够获得更高的电压利用率和更好的控制性能。
此外，近年来还有学者提出了多种改进的SVPWM算法，如线性插值SVPWM算法、最优化SVPWM算法等。
这些算法通过对基本SVPWM算法的优化和改进，能够在不同的应用场合下实现更高的输出电压和更好的控制效果。
四、SVPWM的实现方法和实验研究在SVPWM的实现方法中，常采用DSP、FPGA等数字信号处理器来实现。
这些处理器具有高速运算和实时控制的特点，能够满足SVPWM算法对计算速度和控制精度的要求。
此外，在实验研究中，还需要搭建相应的实验平台来验证SVPWM算法的有效性和可行性。
这些实验平台包括电机控制系统、逆变器等设备。
五、SVPWM的应用研究SVPWM技术在电机驱动和控制系统中有着广泛的应用。
例如，在电动汽车、风力发电、太阳能发电等领域中，都采用了SVPWM技术来实现电机的控制和驱动。
此外，在高压大功率的场合下，SVPWM技术还能够实现更好的控制效果和更高的输出电压。
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。
空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）
空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）在交流变频控制系统中的应用越来越广泛，提高SVPWM模块的可复用性、可靠性、并缩短其开发周期成为重要研究课题。
现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Arrays）具有简洁、经济、高速度、低功耗等优势，又具有全集成化、适用性强、开发周期短等优点，利用FPGA 实现SVPWM可以提高SVPWM的可复用性，有重要的现实意义。
本文给出了基于DSP和FPGA的交流变频控制系统的硬件设计方案，搭建了由DSP最小系统、FPGA最小系统、电流检测电路、转速和位置测量电路等组成的硬件平台，完成了印刷电路板的绘制，并对该系统进行了硬件调试。
文中介绍了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）原理，并重点研究了基于FPGA 的SVPWM的实现方法。
根据其算法将SVPWM按功能划分为扇区计算模块、基本电压矢量作用时间计算模块、过调制控制模块、SVPWM时间生成模块、调制波生成模块和脉冲生成模块等六个子功能模块。
先对各个子模块进行设计、仿真、验证，再将整个系统组合起来进行仿真、验证，最后在设计的硬件平台上测试了PWM波形。
最后以电机为控制对象进行了开环变频试验，电机能够正常运行，且电机定子电流为正弦波，表明基于FPGA的SVPWM模块功能正确，达到了预期的目标。
本文利用FPGA实现SVPWM，开发周期短，可移植性好，能够以IP核的形式嵌入到其它系统中去，具有很强的应用价值..……基于FPGA 的SVPWM实现方法研究SVPWM 从交流电机角度出发，控制开关，形成PWM 波，使电机中产生的实际磁链矢量逼近跟踪定子磁链给定的理想圆型磁链。
这样它能明显减小逆变器输出电流的谐波成分及电动机的谐波损耗、降低脉动转矩。
并且其控制简单，数字化方便，电压利用率高，已经成为现在电流调速中的主流发展方向。
目前实现SVPWM 的算法是使用电机控制专用DSP,例如TI 公司的TMS320F2812 或AD 公司的ADMC 系列，但这些控制器只能产生6 路或12 路得PWM 信号，不能满足多轴控制的需要，如果控制多轴系统需要增加DSP 的数量，是结构复杂，成本提高。
空间矢量脉宽调制方法的研究
开关时间 , 如表 1 所示 。
表1 在 6 个区域内双边空间矢量脉宽调制的 三相逆变器开关时间 Tab. 1 Three2phase inverter switching times for double edge SVPWM in 6 sectors
θ θ< 0≤ π π
3
T7 T Aon T7 T Bon T7 T Con T7
Vs7 和 Vs8 状态为自由轮换状态 。
摘要 : 分析了三相交流电机空间矢量脉宽调制的原理 , 探讨 了采用空间矢量脉宽调制三相桥式电压型逆变器的电压输 出能力 。在集成 DSP 电机控制器 ADMC331 软硬件结构的 基础上 ,编制了空间矢量脉宽调制软件 ,并给出了相应的实 验结果 。 关键词 : 数字信号处理器 ; ADMC331 ; 空间矢量脉宽调制 中图分类号 : TM301. 2 文献标识码 :A
Tk + 1 =
3 V s ref Ts
3
) + cos (θ
cos
( k - 1)π
3
) sin (θ ( 9)
π θ ≤ 扇区内 , 即 k = 1 时 , 1 当参考矢量在 0 ≤ 3
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
图4 参考电压空间矢量圆轨迹 Fig. 4 Reference voltage space vector trajectory
同样的方法可以推出 V BO 、 V CO 。 对应的线电压表示为
第 21 卷 第 5 期 2001 年 5 月
中 国 电 机 工 程 学 报 Proceedings of t he CSEE
电压空间矢量脉宽调制技术的研究及其实现
电压空间矢量脉宽调制技术的研究及其实现一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，电压空间矢量脉宽调制技术（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）已成为电机控制领域中的一项重要技术。
该技术以其高效、稳定、易于实现等优点，在电力转换、电机驱动、新能源发电等领域得到了广泛应用。
本文旨在对电压空间矢量脉宽调制技术进行深入研究，分析其原理、特点以及实现方法，并探讨其在现代电力电子系统中的应用前景。
本文首先介绍了电压空间矢量脉宽调制技术的基本原理，包括其理论基础、空间矢量的定义与分类、以及SVPWM的实现过程。
接着，文章详细分析了SVPWM技术的特点，包括其调制范围宽、电压利用率高、谐波含量低等优势，并与其他脉宽调制技术进行了比较。
随后，本文着重探讨了电压空间矢量脉宽调制技术的实现方法，包括硬件电路设计和软件编程实现。
在硬件电路设计方面，文章介绍了基于SVPWM技术的电机驱动电路的设计原则和方法；在软件编程实现方面，文章给出了SVPWM算法的具体实现步骤和程序代码示例。
本文还探讨了电压空间矢量脉宽调制技术在现代电力电子系统中的应用前景，包括其在新能源发电、电动汽车、工业自动化等领域的应用，以及未来的发展趋势和挑战。
通过本文的研究，希望能够为电力电子领域的研究人员和工程师提供有益的参考和借鉴。
二、电压空间矢量脉宽调制技术基础电压空间矢量脉宽调制技术（Space Vector Pulse Width Modulation，简称SVPWM）是一种先进的PWM控制技术，它主要应用在三相电压源型逆变器的控制中。
SVPWM技术的核心思想是将三相逆变器的输出电压看作是一个在三维空间中旋转的电压矢量，通过控制这个电压矢量的幅值和旋转速度，来实现对输出电压和电流的精确控制。
SVPWM技术具有许多优点。
SVPWM可以提高电压利用率，使得在相同的直流电压下，输出的线电压峰值可以达到直流电压的根号三倍，提高了逆变器的输出电压能力。
基于Simulink的空间矢量脉宽调制研究与仿真
s
u
β
（9）
（4）式如果出现 T1+T2＞T，说明有过调制现象，应
该加上限定条件：
ìïïT1 í ïïT2 î
= =
T1
电压的利用率，并且更容易数字化实现［1］。
1 SVPWM 原理
当异步电动机定子以三相对称正弦电压源为电
源时，由定子电压平衡可得：
us =Rs is +
d Ψs dt
（1）
其中 us ，is，Ψs，Rs分别为定子的电压空间矢量、电
流空间矢量、磁链空间矢量和定子电阻。
假设电动机转速不是很低，此时定子电阻压降较
小，可以忽略不计，则定子合成磁链空间矢量与合成
电压有如下近似关系：
∫ Ψs ≈ usdt
（2）
由异步电动机性质可知，当电源为三相对称正弦
电 压 时 ，定 子 磁 链 的 幅 值 恒 定 ，其 空 间 矢 量 转 速 恒
定，磁链顶端的运动轨迹呈圆形，则定子磁链的旋转
矢量为：
Ψ = ψ e j(ω1t + φ)
s
s
（3）
其中 ψs ，ω1 ，φ 分别为定子磁链的幅值、转速、
基于DSP Builder的空间矢量脉宽调制仿真
关键词 ： 空间矢量脉宽调制 ； Ｓ ｕｌｅ； Ｄ ＰＢ ｉ ｒ仿真 ｄ
中图 分 类 号 ： Ｍ３ １２ Ｔ ０ ． 文献标志码 ： Ａ
Ｓ ＶＰＷ Ｍ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｗｉｈ ＤＳ Ｂｕ ｌ ｅ Ｓｉ ｌ ｔｏ ｔ Ｐ ｉｄ ｒ
Ｗ － ＮＧ ａ Ａ Ｚ ｏ。
， ＡＮＧ ｕ ａ Ｌｉ ｔ ｏ
摘
要： 在介绍空 间矢量脉宽调制 （ ｐ ｃ ｃｏ ｕｓ ｄｈＭｏ ｕａｉｎ， ＶＰ Ｓ ａｅＶｅｔｒＰ ｌ Ｗｉｔ ｄ ｌｔ ｅ ｏ Ｓ ＷＭ） 基本 原理 的基础上 ， 重点 阐述
了其算法 和仿 真的实现 。运用 Ｄ ＰＢ ｉ ｅ 搭建 Ｓ Ｐ Ｓ ｕｌ ｒ ｄ Ｖ ＷＭ 模 块 ， 并组成 闭环系统 ， Ｓｍｕｉｋ工具完成仿真 。结果 用 ｉ ｌ ｎ
间 电压 基本矢 量 及扇 区如 图 １所示 。在空 间坐标 系 中可 以确定 ６
，ｍ １ ｎ、 ，＾ｆ 、 １１ ｎ
个基本空间矢量， 幅值相等， 相位互差詈电角度， 个基本空间矢 ２
。
．
ｕ （ｌ１ ４ Ｉ ｏ
量 问 的区域 称为 扇 区 。 对 于 任 意位 置 的 电压 空 间矢 量 ， 以通 过 ６ 基 本 空 问矢 量 可 个
１１ ４
１ Ｓ ＶＰＷ Ｍ 的基 本 原 理
空间矢量脉宽调制方法的研究
空间矢量脉宽调制方法的研究空间矢量脉宽调制方法的研究摘要：空间矢量脉宽调制是一种利用空间矢量技术实现脉冲波形调制的方法。
本文通过研究空间矢量脉宽调制方法的原理和应用，探讨了其在通信、雷达和光学等领域的应用前景，并通过实验验证了其可行性和有效性。
关键词：空间矢量；脉宽调制；通信；雷达；光学1. 引言脉冲调制技术在现代通信系统、雷达系统和光学系统中有着广泛的应用。
传统的脉冲调制方法主要基于时间域或频域进行调制，但这些方法存在着带宽限制、调制效果差等问题。
空间矢量脉宽调制作为一种新型的调制方法，其利用矢量的特性实现了对脉冲波形的调制，能够克服传统方法的一些缺点，因此引起了广泛的研究兴趣。
2. 空间矢量脉宽调制原理空间矢量脉宽调制方法的基本原理是通过控制矢量的幅度和相位来改变脉冲的波形。
通过合理设计和优化空间矢量的参数，可以实现对脉冲的调制，从而达到所需的传输效果。
该方法利用了空间域的自由度，能够增加信号传输的容量，提高系统性能。
3. 空间矢量脉宽调制在通信领域的应用空间矢量脉宽调制在通信领域有着广泛的应用前景。
通过控制发射天线的矢量参数，可以实现多天线间的协同工作，提高信号传输的可靠性和速率。
此外，该方法还可以用于信道编码和解码，提高通信系统的抗干扰能力和容错性。
4. 空间矢量脉宽调制在雷达领域的应用空间矢量脉宽调制在雷达领域也具有潜在的应用价值。
通过调节雷达天线的矢量参数，可以实现波束的形状控制、方向多波束合成等功能，提高雷达系统的探测性能和图像分辨率。
此外，该方法还可以用于干涉雷达的信号处理，提高目标检测和跟踪的精度。
5. 空间矢量脉宽调制在光学领域的应用空间矢量脉宽调制在光学领域也有着广泛的应用潜力。
通过利用空间矢量调制方法，可以实现光波的相位调制和振幅调制，进而控制光束的传输和聚焦性能。
此外，该方法还可以用于实现光学数据存储和光学信号处理等功能，为光学通信和光学计算提供了新的思路和方法。
6. 实验验证与结果分析为了验证空间矢量脉宽调制方法的可行性和有效性，我们进行了一系列的实验。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
维普资讯
２ ６
， 、
广 州 大学学 报 （ 自然科 学 版 ）
第 ６卷
（ ．．） ０１ ０
（ ，，） １１ ０
／ ＼ 八＼ ¨ ／
Ｖ（，ｏ ｏ ０ｈ Ｏ， 【： １ ．
２ ＳＰ Ｖ ＷＭ 的 Ｓｍ ｌ ｋ实现 ｉｕｎ ｉ
Ｓｍｕｉｋ是 Ｍａｌ ｉ ｌ ｎ ｔ ｂ中一 个 用 来对 动 态 系 统进 ａ
行建模 、 真 和分 析 的软件 包 ， 提 供 一种 图形 化 仿 它
的交 互环 境 ， 多 情 况下 不 需 编 程 ｊ Ｖ ＷＭ 同 很 ．Ｓ Ｐ 样 可 以利 用 工 具 包 中提 供 的模 块 实 现 ， 在 许 多 这
中 图分 类 号 ： Ｍ ３ １２ Ｔ ０ ． 文献标识码 ： Ａ
０ 引 言
近年 来 ， 间矢量 脉 宽 调 制 （ Ｖ ＷＭ） 术 在 空 ＳＰ 技 交 流传 动 系统 中得 到 了广 泛 应 用 ， 与 正 弦 波 脉 它 宽 调制 （ Ｐ Ｓ ＷＭ） 区别 是 ： Ｓ Ｐ 的 在 Ｖ ＷＭ 中 ， 三相 电
谐 波 含量 ．计算 有 效矢 量 的作用 时 间 ｔ 和 ｔ， 确 。 再 定每 个 采 样 周 期 中 零矢 量 的作 用 时 间 ｔ 。和 ｔ， 且 ｔ 等 于 ｔ ０ ７ ．
Ｓ Ｆｕ ｃ ｉ ｎ － ｎ ｔ ｏ
ｕｉｋ环 境 下 用 Ｓ函数 实现 电压 型 空 间 矢量 Ｐ ｌ ｎ ＷＭ 逆 变 器 的 方 法 ， 细描 述 了仿 真 模 型 的 设 计 过 程 和 编 程 要 点 ， 详
给 出了仿真结果 ， 并与正弦波脉宽调制（ Ｐ Ｓ ＷＭ） 进行 了简要 的 比较．为基 于 Ｓ Ｐ Ｖ ＷＭ的 电力电子 变流 器的研 究 打 下了基础 ， 并且对电力电子技术的教学也起到辅助作 用． 关 键 词 ：空 间 矢 量 ； ｉｕｉｋ Ｓ函数 ； 真 Ｓｍ ｌ ； ｎ 仿
Ｖｏ ＿ Ｎｏ ｌ６ ．１ Ｆｅ ２ ７ ｂ． ｏ０
２』 ｊ
文 章 编 号 ：６ １ ２ ９ ２ ０ ） １ ０ ５０ １７ － ２ （０ ７ ０ － ２ － ４ ０ ４
空 间矢量脉 宽调制技术的仿真研究
王 晓 刚 ，卓 祯 雨
（ 广州大学 信息与机 电工程学 院 ， 广东 广州 摘 ５０ ０ ） １０ ６ 要 ：空间矢量脉 宽调制 （ Ｖ ＷＭ） ＳＰ 是一种新型 的 Ｐ ＷＭ 方法 ， 文章介绍 了其基本原理 ， 出了在 Ｍａａ／ ｉ— 提 ｔ ｂ Ｓｍ ｌ
ｕ ｓｎ ∞ ＋ ２仃） ＝ ｉ（ ｔ （） １ ｕ ｓ （ｔ ＝ ｉ ∞ 一 ２仃） ｎ
定 义合成 电压 参考 矢量 为
收 稿 日期 ： ０６— ５— １ 修 回 日期 ：２０ ０ ２０ ０ ３ ： ０ ６— ９—０ ５
作者简介 ：王晓刚（ ９６一） 男 ， １７ ， 讲师 ， 博士生 ， 主要从 事电力电子功率 变换 系统 的研究
＿ ＿ ］
ｂ
Ｔ －１
Ｌ Ｊ ＿
Ｃ
４ Ｔ 平
直流电压利用率低 ； Ｓ Ｐ 而 Ｖ ＷＭ 具有概念 清晰， 算 法简 单 ， 流 电压利 用 率 高 、 度 高 、 直 精 开关 次 数 少 、 损耗 少 、 易 用 数 字 方 法 实 现 等 优 点 … ．本 文 利 容 用 Ｍａａ 现 了一 种新 型 的 空 间矢 量 Ｐ ｔｂ实 ｌ ＷＭ 仿 真 算 法 ， 将其 应用 于一 三相 六 开关逆 变器 中． 并
Ｖ。 ／ ７ Ｖ
ｖ
文 章 中有过 讨论 ．但 本文 为 了更 清 晰地 体 现 Ｓ Ｐ Ｖ－
ＷＭ 的算法 ， 用 了编 程 和 模 块 相 结 合 的方 法 实 采 现 ， 程利 用 了 ． 编 ｓ函数 ．
图 ２ 电压 空 Ｉ 量 及 扇 区 司矢
Ｆｉ ． Ｖｏｌ ｇ ｐ ｃ ｅ ｔ ｒ ｎｄ ｓ ｃ ｏ ｇ２ ｔ ｅ ｓ ａ ｅ ｖ ｃ ｏ ｓａ ｅ ｔ ｒ ａ ｓ
维普资讯
第 ６卷 第 １ 期
２ ０７ 任 ０
广 州大学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｕ ｎ ｚ ｏ ｎｖ ｒ ｔ（ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒ ｌ ｆ ａ ｇ ｈ ｕＵ ｉ ｓ ｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅ Ｅ ｉｏ ） ｎ Ｇ ｅｉ ｅ ｉ
压 看成 一 个 矢 量 ， 以 只 有 一 个 调 制 环 节 ； 在 所 而 Ｓ ＷＭ 中 ， Ｐ 三相 电压 看成 三 个 标 量 ， 要 三 个 调 制 需 环节 ．Ｓ ＷＭ 适 于用模 拟 电路实 现 ， Ｐ 其最 大不 足 是
Ｖ ｃ ＝－ ｄ
Ｔ
．．．．．．
Ｔ
＿ Ｊ
ｓ －１
Ｖ ＝√ ｕ ＋ ６ ＋ ｃ ） Ｒ 寻（ ｕ Ｕ ｅ ｅ
１ 空 间矢 量 Ｐ ＷＭ 原 理
在 图 １所示 的逆 变器 中 ， 设三 相输 出点 ａ ｂ ｃ 、、 的状 态用 开关 函 数 Ｓ 来 表 示．Ｓ ＝１表 示 桥 臂 ｋ
付 二
上开 关导 通 ， 下开 关 关 断 ； ＝０表 示 桥臂 ｋ上 开 Ｓ 关关 断 ， 下开 关导通 ．则逆 变器 输 出端 电压可 表示 为 ｕ ＝ＳＩ Ｉ ｋｄ，ｄ ， ，为逆 变器直 流侧 电压 ． 设期 望输 出的三 相 电压为 ｕ ＝ Ｖ ｓ （ ｔ ｍｉ ｔ ） ｎ ｏ
仿 真程 序 中使 用 了两 个 ｓ函数 ， 别 命 名 为 分
ｓｍ ｌ ａ ａ ｐｅ ｔ Ｓ— ｗ 如 图 ４所 示 ． ｄ ａ和 Ｖ ｐ ｍ，
效 矢量 合成 ｙ ， 成 的原 则 是 积 分 相 等 ； 外 还 合 此 需 插入 零矢 量 和 来调整 的角 速度 ， 其 使 等于 同步 旋 转 角 频 率 ， 并且 能 降低 逆 变 器 输 出