五段式svpwm原理
SVPWM的原理及法则推导
T 0
U ref d t
Tx 0
U xdt
Tx T y
Tx
U ydt
T
Tx T y
* U0 dt
(1-5)
或者等效成下式：
U ref * T U x * Tx U y * T y U 0 * T0
(1-6)
其中，Uref 为期望电压矢量；T 为采样周期；Tx、Ty、T0 分别为 对应两个非零电压矢量 Ux、Uy 和零电压矢量 U0 在一个采样周期的 作用时间；其中 U0 包括了 U0 和 U7 两个零矢量。式(1-6)的意义是， 矢量 Uref 在 T 时间内所产生的积分效果值和 Ux、Uy、U0 分别在时 间 Tx、Ty、T0 内产生的积分效果相加总和值相同。 由于三相正弦波电压在电压空间向量中合成一个等效的旋转电 压，其旋转速度是输入电源角频率，等效旋转电压的轨迹将是如图
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1-3 所示的圆形。所以要产生三相正弦波电压，可以利用以上电压向 量合成的技术，在电压空间向量上，将设定的电压向量由 U4(100)位 置开始，每一次增加一个小增量，每一个小增量设定电压向量可以用 该区中相邻的两个基本非零向量与零电压向量予以合成， 如此所得到 的设定电压向量就等效于一个在电压空间向量平面上平滑旋转的电 压空间向量，从而达到电压空间向量脉宽调制的目的。
表 1-2 UREF 所在的位置和开关切换顺序对照序 UREF 所在的位置 开关切换顺序 三相波形图
Ⅰ区（0°≤θ≤60°）
…0-4-6-7-7-6-4-0…
Ⅱ区（60°≤θ≤120°）
…0-2-6-7-7-6-2-0…
Ⅲ区（120°≤θ≤180°）
…0-2-3-7-7-3-2-0…
SVPWM原理
u1 (100) ④ ⑤⑥
7-1-6-8-6-1-7
2. 低开关损耗模式
把u8改成u7并 移到两边去 。
Sa Sb
Sc
一个周期T中的开关 次数将由6次减少到4 次, 使开关损耗有所 降低 。
u5 (001)
T0
T4
2
2
u7
u1
u6 (101)
T6
u2 T
T4
T0
2
2
u1
u7
t1 T0
t2 2T0
U d
us sin
Байду номын сангаас
3t2 2T0
U
d
• 解 t1和 t2 , 得
t1 2Ur sin( π )
T0 3Ud 3
t2 2 us sin
T0 3 U d
• 零矢量的使用
换相周期 T0 应由旋转磁场所需的频率决 定, 设零矢量 u7 和 u8 的作用时间为t7和 t8。为了减少功率器件的开关次数, 一般使 u7 和 u8 各占一半时间, 因此
• UAO’ = Ud / 2 • UBO’ = UCO’
+
id
Ud
VT1 iA
O
VT6 iB VT2 iC
-
（b）工作状态100的合成电压空间矢量
B
• 由图可知, 三相的合
成空间矢量为 u1, 其
-uCO
幅值等于Ud, 方向沿 A轴（即X轴）。
u1
uAO
A
• u1 存在的时间为 /3,
-uBO
之后, 工作状态转为 110。
3
33
Ulout
2 Um
2
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。
SVPMW占空比计算(五段式七段式)
图 1-3b 中心对称对齐(第一扇区)
T7 = (TS - T4 - T6 )
(1-5)
计算出 T4，T6，T7 后，可以计算 A 相，B 相，C 相的占空比，在边缘 对齐和中心对称对齐两种情况下三相占空比是一样的，图 1-3 中，
DC A = 1 T6 +T7 π 1 − m cos(θ + ) DCB = = Ts 6 T7 π DC 1 m cos( = = − −θ ) C Ts 6
(1-18)
4. U ref 位置第四扇区 根据式(1-4)有
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π = T3 mTS sin(θ − ) 3 = T1 mTS sin(θ − π )
(1-19)
（1）. 如果选 C 相电压在一个 PWM 周期内恒高，边缘对齐情 况见图 1-9a, 中心对齐情况见图 1-9b。
B B C C A
C A A B B
1. U ref 位置第一扇区 （1） . 如果选 A 相电压在一个 PWM 周期内恒高， 并且 PWM 对 齐方式为边缘方式，则 PWM 开关情况如图 1-3a 所示，如果 PWM 对 齐方式为中心对称方式，则 PWM 开关情况如图 1-3b 所示。
图 1-3a 边缘对齐(第一扇区)
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(1-6)
（2） . 如果选 A 相电压在一个 PWM 周期内恒低， 并且 PWM 对 齐方式为边缘方式，则 PWM 开关情况如图 1-4a 所示，如果 PWM 对 齐方式为中心对称方式，则 PWM 开关情况如图 1-4b 所示。
图 1-4a 边缘对齐(第一扇区)
图 1-4b 中心对称对齐(第一扇区)
U ref = TS U 4T4 + U 6T6
5段式svpwm的实现方法
5段式svpwm的实现方法（实用版4篇）目录（篇1）1.SVPWM 的概念与基本原理2.5 段式 SVPWM 的实现方法3.5 段式 SVPWM 的优点与应用场景4.5 段式 SVPWM 的局限性与改进方向5.总结正文（篇1）一、SVPWM 的概念与基本原理SVPWM，全称为 Sliding-Mode Voltage Position Modulation，滑动模电压位置调制，是一种应用于电力电子变换器中的高级调制策略。
其基本原理是在传统的电压调制（VM）基础上，引入一个滑窗，通过对窗口内电压幅值的调节，实现对输出电压波形的控制。
二、5 段式 SVPWM 的实现方法5 段式 SVPWM 是一种具有 5 个离散电压级别的 SVPWM 实现方法。
具体实现步骤如下：1.确定滑窗的位置：根据控制需求，确定滑窗在电压幅值范围内的位置。
2.计算滑窗内的电压幅值：根据滑窗位置和电压幅值范围，计算滑窗内各个电压点的幅值。
3.输出电压波形：根据滑窗内电压幅值，生成对应的输出电压波形。
三、5 段式 SVPWM 的优点与应用场景5 段式 SVPWM 具有以下优点：1.电流谐波含量低：由于采用了滑动模调制策略，使得输出电压波形的谐波含量较低，从而降低了电流谐波。
2.控制精度高：5 段式 SVPWM 可以实现对输出电压的精确控制，提高了系统的控制性能。
因此，5 段式 SVPWM 广泛应用于需要低谐波和高控制精度的电力电子变换器系统中，如光伏发电系统、电动汽车驱动系统等。
四、5 段式 SVPWM 的局限性与改进方向虽然 5 段式 SVPWM 具有较低的电流谐波和较高的控制精度，但仍存在以下局限性：1.滑窗移动时的瞬间电压跳变：在滑窗移动过程中，可能会出现瞬间的电压跳变，影响系统的动态性能。
2.谐波次数限制：由于采用了 5 段式调制，谐波次数受到限制，可能无法满足某些特殊应用场景的需求。
针对以上局限性，可以通过以下改进方向提高 5 段式 SVPWM 的性能：1.优化滑窗移动策略，减小电压跳变。
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Space Vector Pulse Width Modulation（SVPWM）是一种用于交流电机驱动的调制技术。
它的原理是将固定电压向量分解为两个可控向量，通过改变这两个向量的占空比来控制交流电机的输出。
SVPWM利用矢量图法将三相交流电源的空间矢量变换为两相旋转矢量，从而实现对交流电机驱动电压的控制。
1.假设存在一个以0为中心的静止坐标系，其中电源相电压为Va,Vb,Vc。
我们可以将这三个电压写成以时间为函数的形式，即Va(t),Vb(t),Vc(t)。
2.将Va,Vb,Vc投影到α-β坐标系，得到α轴上的电压Vaα(t),Vbα(t),Vcα(t)和β轴上的电压Vaβ(t),Vbβ(t),Vcβ(t)。
3. 将α-β坐标系反转回静止坐标系，得到参考电压Va_ref(t), Vb_ref(t), Vc_ref(t)。
4.将参考电压投影到空间矢量图上，从而得到交流电机的输入矢量。
5.根据参考电压和输入矢量之间的关系，推导出控制算法。
1.基于所需输出电压的矢量长度和角度，计算矢量图中的两个矢量的占空比，分别为d1和d22.根据矢量长度和角度，计算三个相电压的占空比，分别为d_a,d_b,d_c。
3.根据SVPWM的特性，当d1,d2为0时，输出电压为0；当d1,d2相等时，输出电压处于峰值；当d1和d2不相等时，输出电压的大小和方向都有所改变。
因此，通过改变d1和d2的数值，可以改变输出电压的大小和方向。
4.根据d_a,d_b,d_c和d1,d2的数值，计算出PWM控制信号。
5.将PWM控制信号施加到交流电机驱动电路中，从而实现对输出电压的控制。
总结起来，SVPWM通过将固定电压向量分解为两个可控向量，通过改变这两个向量的占空比来控制交流电机的输出。
通过合理推导和计算，可以得到控制算法，从而实现对输出电压的精确控制。
SVPWM是一种高效且精确的交流电机驱动技术，被广泛应用于工业控制中。
SVPWM算法详解(已标注重点)
3 SVPWM的原理及实现方法随着电压型逆变器在高性能电力电子装置（如交流传动、不间断电源和有源滤波器）中的广泛应用，PWM控制技术作为这些系统的公用技术，引起人们的高度重视，并得到越来越深入的研究。
本章首先推导出SVPWM的理论依据，然后给出5段式和7段式SVPWM的具体实现方法。
3.1 SVPWM的基本原理空间矢量PWM从电机的角度出发，着眼于如何使电机获得幅值恒定的圆形旋转磁场，即磁通正弦。
它以三相对称正弦波电压供电时交流电机的理想磁通圆为基准，用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通，并由它们比较的结果决定逆变器的开关状态，形成PWM波形。
由于该控制方法把逆变器和电机看成一个整体来处理，所得的模型简单，便于微处理器实时控制，并具有转矩脉动小、噪声低、电压利用率高的优点，因此目前无论在开环调速系统或闭环调速系统中均得到广泛的应用[2]。
设交流电机由理想三相对称正弦电压供电，有[2][14]cos2cos34cos3ssAsB ssCstuu tutωωπωπ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎛⎫⎢⎥=-⎢⎥⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎛⎫-⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦（3.1）其中，LU为电源线电压的有效值；LUsω电源电压的角频率，2s sfωπ=。
由于三相异步电动机的定子绕组空间上呈互差1200分布，定义电压空间矢量为2433()j jS sA sB sCU k U U e U eππ=++（3.2）其中，SU为电压空间矢量，考虑到不同的变换，k可以取不同的值，如功率不变，电压电流幅值不变等[15~18]。
所采用交流电机的定子坐标系如图3.1所示。
图3.1 交流电动机定子坐标系为了使合成空间矢量在静止三相坐标轴上的投影和分矢量相等，将k 值取为23，（这也是Park 变化所采用的系数）。
所以电压空间矢量可以表示为24332()3j j S sA sB sC U U U e U e ππ=++ （3.3）将（3.1）式中的值代入式（3.3）可得理想供电电压下的电压空间矢量23()32j t j t S m m U U e U e ωω--== （3.4）其中，m U =； 可见理想情况下，电压空间矢量为幅值不变的圆形旋转矢量。
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。
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五段式SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制）原理是在传统的电压调制基础上，引入一个滑窗，通过对窗口内电压幅值的调节，实现对输出电压波形的控制。
五段式SVPWM也被称为DPWM（Discontinuous PWM，不连续脉宽调制），因为它在一个开关周期内只插入了一个零矢量，导致PWM波形的不连续性。
五段式SVPWM的基本原理是将一个开关周期分为五个阶段，每个阶段对应不同的电压矢量。
通过合理地选择这些电压矢量和它们的作用时间，可以合成期望的输出电压矢量。
在五段式SVPWM中，通常使用两个相邻的有效电压矢量和两个零矢量来合成期望的输出电压矢量。
有效电压矢量位于电压空间矢量图的六边形顶点上，而零矢量位于六边形的中心点。
根据所需的输出电压矢量的位置和幅值，可以确定有效电压矢量的作用时间和顺序。
在五段式SVPWM的实现中，需要计算每个阶段的有效电压矢量的作用时间，并生成相应的PWM波形。
这些PWM波形将控制逆变器的开关管，从而合成期望的输出电压波形。
需要注意的是，五段式SVPWM由于在一个开关周期内只插入了一个零矢量，会导致相电压的谐波成分较高。
此外，不同扇区内对零矢量的不同选择会产生不同的DPWM变种，每个变种对开关管的损耗和谐波性能都会有所影响。