六相异步电机的分组式SVPWM控制的研究
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…
六相感应电机SVPWM系统的设计与仿真
２Ｈ ｕａ ｄ ｓ ｙＰ ｌｔｃ ｅ Ｃ ａｇ ｈ １０ ２ Ｃ ｉａ ．ｔｌ Ｉ ｕｔ ｏｙｅ ｌ ． ｈ ｓａ ０ ８ ． ｈｎ ） ｎｎ ｒ ｍｉ ｎ ４
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｌ ｒ ｒ ４ ｖ ｌ ｇ ｐ ｃ ｅ ｔ ｒ ６ ｐ ａ ｅ ｉ ｄ ｃ ｉ ｎ ｍｏ ｏ ｒ ｅ ｖ ＣＳ ． ｈ １ ｅ ａ ｅ ６ ｏ ｔ ｅ ｓ ａ ｅ ｖ ｃｏ ｓ ｍ － ｈ ｓ ｎ ｕ ｔ ｔ ｒ ｄ ｉ ｎ ｂ Ｉ Ｔ ｅ ｌ ｅ ａ ｏ ｖ ２
ｍａ ｉ ａ ｅ ｔｒ － ｕ ｓ ａｅａｅｓｌｃｅ ｎ ｏ ｉｅ ．ｈ ｎｔｅ １ ｄｕ ｖ ｃｏ ｓａｅｇ ｉｅ ． ｘｌ ｌ ｃｏ ｓｉ ｄ ｑｓ ｂ ｐ ｃ ｒ ｅｅ ｔｄ ａ ｄ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｔｅ ｍｅ ｉｍ ｅ ｔｒ ｒ ａｎ ｄ ｎ ｖ ｎ ｈ ２
图 １ 六相感应 电机
航天等领域的研究与实践 日益增加 。
六 相感 应 电机采 用 电压 源型逆 变器供 电时（ ２） 图 ，
定 子 电流 谐波 较大 。这是 由于定 子绕 组 的阻抗 较 小 。
解 决这 一问题 的有效方 法是采用空 间矢量脉宽调 制
（ ＶＰ Ｓ ＷＭ ）技 术 。本 文设 计 了一种 基于 ｌ ２中间矢量
ｌ ｋ ｇ ｎ ｒ ｕ ｐ ｌ， ｎａ１ ｔｔｒ ａｍ ｏ ｉ ｕｒ ｎ， ｌ ｔａ ｓｅ ｔ ｅ ｐ ｎ ｅａ ｄｓ ａ ｙｒｓ ｏ ｓ ． ｉ ａ ｅａ ｄｔ ｑ ｅｒ ｐｅ ｓ ｌ１ｓａｏ ｒ ｎｃｃ ｒｅ ｔｗｅｌｒ ｉｎ ｓ ｏ ｓ ｅ ｄ ｐ ｎ ｅ ｎ ｏ ｉ ｈ ｎ ｒ ｎ ｔ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ ｓｘ ｐ ａｅｉ ｄ ｃｉｎｍｏｏ ； ｏｔｇ ｐ ｃ ｅ ｔｒ Ｓ Ｗ Ｍ ： ｉ ｌ ｌ ｙｗｏ ｄ ： ｉ —ｈ ｓ ｕ ｔ ｔｒ ｖ ｌ ｅｓ ａ ｅｖ ｃｏ ； ＶＰ ｎ ｏ ａ ｓｍｕｈｋ
(完整)SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解第五修改版
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！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。
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dc U ，逆变器输出的三相相电压为AO U 、BO U 、CO U ，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AO u 、BO u 、CO u ，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m U 为相电压基波峰值，f 为电源频率，则有:(23)(23)(23)(23)()cos ()2()cos(2[]2()cos(23)[]2j tj t m AO m j t j t m BO m j t j t m CO m U U t U t e e UU t U t e e U U t U t e e ωωωπωπωπωπωωπωπ----+-+==+=-=+=+=+ （1-1） 在三相静止坐标系下，0232()() ()=()()()j AO AO j BO BO j CO CO t U t e t U t e t U t eππ-==u u u三相电压空间矢量相加的合成空间矢量s ()t u 为02323s (2(23)2(2(23)23(23)(2()()()()()()()()[]22[]2[]232j j j AO BO CO AO BO CO j t j t j t j t j m m j t j t j m j t j t j t j t j t j t m m t t t t U t e U t e U t e U U e e e e e U e e e U e e e e e e U e ππωωωπωππωπωππωωωωπωωπ-----+-+---+--=++=++=+++++=+++++=u u u u j tω在αβ坐标系下（此处用到的clark 变换或称3/2变换为等幅值变换）， α轴和β轴合成适量的分量如下，11cos 1cos 222cos(23)sin 3cos(23)022m r m m r m U t u t U t U u t U t αβωωωπωωπ⎡⎤⎡⎤--⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢=-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎦⎢⎥+-⎣⎦⎢⎣⎦此坐标系下，三相电压空间矢量相加的合成空间矢量s ()t u 为s ()j t m t U e ω=u （1-2）在αβ坐标系下(此处用到的clark 变换或称3/2变换为等功率变换）11cos 1222cos(23)333cos(23)022cos 3sin 2m r m r m m U t u U t u U t t U t αβωωπωπωω⎡⎤⎡⎤--⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥+-⎣⎦⎢⎥⎣⎦⎡⎤=⎢⎥⎣⎦此坐标系下,三相电压空间矢量相加的合成空间矢量s ()t u 为s 3()2j tm t U e ω=u （1-3) 可见s ()t u 是一个旋转的空间矢量，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s ()t u 在三相坐标轴（a,b ，c ）上的投影就是对称的三相正弦量.图 1—1 逆变电路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：⎩⎨⎧=下桥臂导通上桥臂导通01x S (1—4) （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)，此时矢矢U4矢100矢⎪⎩⎪⎨⎧=++=-=--===0,,0,cN bN aNc d cN aN dc bN aN dc ca bc dc ab U U U U U U U U U U U U U U （1-5） 求解上述方程可得：Uan=2Ud/3、UbN=-Ud/3、UcN=-Ud/3。
异步电动机的SVPWM控制及其仿真
起 搭 建 起 了 矢 量 控制 系 统 的仿 真 模 型 ，并 给 出
了实 验结 果 。
１ ＳＰＭ调速 系统 的硬件结构 ＶＷ
系统 的功率 主 回路 采用交 一 一 电压 电路 。功 直 交 率 主 回路 主要 由整 流 电路 、滤 波 电 路 、逆 变 电路 （Ｐ 组成 。整 流 电路采用整 流桥堆 ，滤波 电路采用 ＩＭ） 电容 串联方 式 ，以提 高其 耐压 性能 。ＩＭ 采用 三菱 Ｐ
向为电子信 息。Ｅ ｍ ｉ ｊｌ ｐ ｎ＠１３ｃｎ － ａ： ｌｓｒ ｇ ６ ． ｌ ｅｙ ｉ ｏ
通讯作者 Ｅ ｍ ｉ ｏｙ ｎｂ＠１６ ｃｎ － ａｌ ｕａｇ １ ２ ．ｏ ：
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
６ ４・
东
北
农
业
大
学
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报
第 ３ 卷 ９
ｗｏ ｓ ｒ 公司的 Ｍ ｔｂ ｋ ａａ 软件最为流行 ，其 良好的开放 ｌ 性使得它能紧跟科技发展前沿 ，进而为科技发展提 供有力 的工具。Ｓ ｕｉ 及 Ｓ ｏ ｅ Ｓｓ ｍ 软件 ｉ ｌｋ ｍ ｎ ｉ Ｐｗ ｒ ｙ ｅ ｓ ｅ ｒ ｔ 包是 Ｍａａ ｔｂ环境下的仿真工具ｆ ｌ ３ ］ ，具有模块化 、可
维普资讯
第３卷第４ ９ 期
２０ ０ ８年 ４月
东
北
农
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报
３ ｆ１ ６ － ６ ９４ ： ３ ６
Ａｐ ｌ２ ０ ｉ ｒ ０ ８
Ｊｕ ａ ｆＮｏｔｅ ｓ ｎｃ ｌ ｒｌＵｎｖ ｒｉｙ ｏ ｒ ｌｏ ｒｈ ａ ｔＡｇ ｕｔ ａ ｉｅｓｔ ｎ ｕ
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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。
基于svpwm的异步电机直接转矩控制原理及仿真-大学论文
毕业论文Array二○一四年六月基于SVPWM的异步电机直接转矩控制原理及仿真专业班级：电气工程及其自动化1班姓名：指导教师：轮机工程学院摘要本文首先论述了交流调速系统的发展与现状，简要回顾了电力电子器件、直接转矩控制技术、空间矢量脉宽调制技术的发展历程。
接着，系统地论述了直接转矩控制系统的原理，直接转矩控制技术是继矢量控制技术后发展的有一种高性能交流调速技术，它采用空间矢量的分析方式，在两相静止坐标系下计算并控制电机的电磁转矩和磁链。
不过，直接转矩控制技术作为一种较新颖的技术，自然存在着不少的问题，比如电流与转矩的脉动问题等。
本论文针对传统直接转矩控制系统所固有的问题，提出了基于空间矢量调制技术的直接转矩控制策略。
这种新型控制策略将两者的优点结合起来，把电动机和PWM逆变器看成一体，使电动机获得幅值恒定的近似圆形的磁场，以解决其转矩、电流脉动问题。
在论文的撰写阶段，本人做了如下的工作：通过理论分析，建立了两相静止坐标系下的异步电机数学模型，设计转矩和磁链观测模块，设计坐标变换模块，设计SVPWM生成模块。
最后使用Simulink进行仿真，根据原理，搭建出各个模块的仿真图，仿真实验结果表明，此种控制策略可以减少电磁转矩以及电流的脉动，大大提高直接转矩控制系统的控制性能。
关键词：异步电动机；直接转矩；空间矢量脉宽调制；MATLABABSTRACTFirstly, this thesis discusses the current situation and development of the alternating current governor system. And briefly retrospect the development history of power electronic devices, direct torque control system, and space vector pulse width modulation. Then systematically discuss the theory of direct torque control. It’s an alternating current governor technology with high performance developed after vector control technology, which adopts the analysis method of space vector to calculate and control the electromagnetic torque and flux linkage of motor in the two-phase static coordinate. However, naturally, there are some problems, such as the pulsation problem of current and electromagnetic torque in direct torque control technology for it is a rather novel technology. This thesis puts forward a control policy of direct torque control system based on space vector PWM aiming at the inherent problems of traditional direct torque control system.This new control policy combines two technologies together seeing the electromotor and PWM inverter as a whole to make a circular magnetic field with a constant amplitude to solve the pulsation problem of current and electromagnetic torque. In the period of writing this thesis, I have done the work as follows: Through the theory analysis, build the mathematical model of asynchronous motor in the two-phase static coordinate, and design the observation modules of torque and flux linkage, the coordinate transformation modules, and SVPWM generating modules.Lastly, I use Simulink to simulate them, building every simulation diagram according to the theory. And the result indicates that this control policy can promote the control performance of direct torque control system greatly through reducing the pulsation of torque and current.Keywords：Asynchronous motor，Direct torque control，Space vector pulse width modulation，MATLAB目录第1章绪论 (1)1.1 交流调速系统的发展与现状 (1)1.1.1 交流调速系统的硬件发展 (1)1.1.2 交流调速系统控制方法的发展 (1)1.2 直接转矩控制技术的发展与现状 (2)1.3 空间电压矢量调制技术（即SVPWM）的发展以及现状 (3)1.4 本章小结 (4)第2章异步电动机的数学模型 (5)2.1 三相静止坐标系下的异步电机数学模型 (5)2.2坐标变换 (6)2.2.1 三相—两相静止坐标变换 (6)2.2.2 两相—两相旋转坐标变换 (7)2.3 交流异步电动机在静止两相坐标系下的动态数学模型： (8)2.4 本章小结 (9)第3章直接转矩控制系统原理 (10)3.1直接转矩控制系统结构框图 (10)3.2 磁链控制闭环与转矩控制闭环 (10)3.2.1 磁链控制闭环 (10)3.2.2 转矩控制闭环 (13)3.3 逆变器 (14)3.4电压空间矢量选择 (15)3.5扇区判断 (16)3.6本章小结 (17)第4章空间矢量脉宽调制技术 (18)4.1 空间矢量脉宽调制原理 (18)4.2 期望电压空间矢量的获得 (21)4.3 SVPWM调制算法 (22)4.4 本章小结 (22)第5章基于SVPWM异步电机直接转矩控制系统 (23)5.1 基于SVPWM 直接转矩控制系统 (23)5.2磁链定向方式 (23)5.3 DTC-SVM的扇区判断 (24)5.4空间电压矢量调制 (26)5.5 本章小结 (28)第6章DTC-SVM仿真研究 (29)6.1 MATLAB/Simulink的简介 (29)6.2 基本仿真模块 (29)6.3 坐标变换仿真模块 (29)6.3.1三相—两相静止坐标仿真模块 (30)6.3.2 旋转坐标变换仿真模块 (30)6.4 转矩观测仿真模块 (30)6.5 磁链观测仿真模块图 (31)6.6 SVPWM仿真模块 (31)6.6.1 SVPWM模块仿真图 (32)6.6.2扇区判断仿真模块 (32)6.6.3基本电压空间矢量工作时间计算仿真模块 (32)6.6.4逆变器导通时刻计算 (34)6.6.5 SVPWM波生成模块 (34)6.7仿真实验结果 (35)6.7.1 定子磁链轨迹比较 (35)6.7.2定子电流比较 (36)6.7.3 转速响应比较 (38)6.7.4 转矩响应比较 (39)6.8 本章小结 (40)第7章结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录1 (44)附录2 (45)第1章绪论1.1 交流调速系统的发展与现状一直以来，直流调速系统以其简单而优越的调速性能，掩盖了其具有结构复杂，换向麻烦等缺点，被广泛地应用。
基于SVPWM的异步电机变频调速系统的研究的开题报告
基于SVPWM的异步电机变频调速系统的研究的开题报告一、研究背景与意义：随着工业自动化水平的不断提高，异步电机作为一种广泛应用的电动机种类，其调速技术已成为电力电子技术中的一个重要研究方向。
变频调速技术作为一种广泛使用的调速方式，在功率电子、控制理论等领域也取得了飞速的发展。
基于 SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation) 的异步电机变频调速系统成为异步电动机控制领域的一个研究热点。
该调速系统采用SVPWM 技术对电机进行控制，其矢量控制功率转换器具有高效率、高稳定性、高可靠性等优点，比传统的 PWM 技术具有更好的性能。
因此，通过研究基于 SVPWM 的异步电机变频调速系统，既可以提高异步电机的控制精度，也可以拓宽异步电机在实际应用场景中的应用范围，具有重要的研究意义和实际应用价值。
二、研究内容和目标：本文将研究基于 SVPWM 的异步电机变频调速系统，主要包括以下内容：1.分析异步电机的基本性质和数学模型，建立异步电机的数学模型。
2.分析 SVPWM 技术原理及其在异步电机控制中的应用。
3.建立基于SVPWM的异步电机控制系统，并进行性能分析。
4.对基于 SVPWM 的异步电机变频调速系统进行仿真分析，验证其性能。
本文的研究目标是：1.深入研究 SVPWM 技术在异步电机控制中的应用，提高异步电机的控制精度。
2.研究建立基于 SVPWM 的异步电机控制系统，以提高异步电机在不同应用场景中的应用性能。
3.通过仿真分析验证基于SVPWM 的异步电机变频调速系统的性能。
三、研究方法：本文采用理论分析和仿真研究相结合的方法，对基于 SVPWM 的异步电机变频调速系统进行研究。
1.理论分析部分：从异步电机的基本性质和数学模型出发，深入剖析 SVPWM 技术原理及其在异步电机控制中的应用。
2.仿真研究部分：通过 MATLAB/Simulink 软件进行仿真研究，建立基于 SVPWM 的异步电机控制系统，并进行性能分析。
异步电机SVPWM控制系统设计
异步电机SVPWM控制系统设计摘要：介绍了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理，详细阐述了在仿真软件MATLAB/SIMULINK环境下实现SVPWM的方法，最后给出了仿真实验结果。
关键词：SVPWM SIMULINK MATLAB 仿真大规模集成电路和计算机控制技术在20世纪70年代后迅速发展，现代控制理论也大规模应用。
变频调速在交流调速技术中占有绝对优势，再加上变频调速在不断完善的调速性能和可靠性的同时不断降价，以及过程自动化实现简单节电效果显著的优点使得变频调速在工业行业深受喜爱。
近年来，空间电压矢量调制SVPWM 技术迅速发展，是一种新颖的控制方法，它一种由三相功率逆变器的六个功率开关构成的特殊开关模式，可以产生一种特定的能够使输出电流的波形尽量类似于理想正弦波的脉宽调制波。
由三相输出电压发出的空间电压矢量PWM不同于传统的正弦PWM，主要目的是怎样使得到整体效果更接近于理想圆形磁链轨迹。
比较SPWM，SVPWM技术绕组电流波形较小的谐波成分，会降低电机转矩脉动，更接近圆形旋转磁场，这样会提高直流母线电压的利用率，更方便数字化的实现。
1 SVPWM控制方法的基本原理原理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。
2 基于DSP的SVPWM交流调速系统的硬件实现异步电机矢量控制系统使用的是交—直—交电压型逆变电路，其中整流电路，逆变电路和智能功率模块IPM构成的逆变电路构成了主回路。
SVPWM的原理讲解以及应用过程中的推导与计算
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。
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中图分类号 ： ＴＭ９ １ ２ ２ ． 文献 标 识 码 ： Ａ
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电 气传 动 ２ １ ０ ０年 第 ４ Ｏ卷 第 ２期
六 相 异 步 电机 的分 组 式 Ｓ ＷＭ ＶＰ 控 制 的研 究
蔡慧， 蔡猛 ， 晓耀 钱 （ 中国计量 学 院 机 电工程 学 院 ， 江 杭 州 ３ ０ １ ） 浙 １ ０ ８
ｓ ｕｒ ｅ ｅ ｆｃｅ ｙ ａ ｌ ｃ ｒ ｍ ａ ｏ ｃ ｆｉｉｎｃ ｎｄ ｅ ｅ ｔ ｏ ｇｎｅ ｉ ｏ ｑ ． Ｂｅ ａ ｅ ｏ ｏ ｃ ｔｃ ｔ ｒ ｕｅ ｃ ｕｓ ｆｌ ｗ ｏｍ ｍ ｕ ｃ ｔｏｎ ｒ ｑ ｓ ｍ ｏ ｎｇ ｃ ｎｔｏｌｅ ｎｉａ ｉ ｅ ｕｅ ｔａ ｎｇ ｇａ ｏ ｒ ｌｒ，ｉ ｔ
ｔ ｍ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ａ ｗａ ｉｃ ｓ ｅ ．Ａｃ ｄ ｍｉ ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓｖ ｒｆ ｈ ｔ ｈ ｈ ｓ ｉ ｅ ｅ ｃ ｅ ｗｅ ｎ ｔ ｎ ａ ｅ ｃ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｉ ｌｔ ｅ ｕ ｔ ｅ ｉｙ ｔ ａ ，ｔ ｅ ｐ ａ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅｂ ｔ ｅ ＷＯ ｉ — ｏ ｆ ｐ ｔ ｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ｓ ｕ ｃ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ａ ｅ ａ ｇ ｅ ｏ ＷＯ ｓａ ｏ ｎ ｉｇ ｈ ｕ ｄ ｂ ｑ ａ ｏ ｐ ｏ ｕ ｅ ｔ ｅ ｈ ｇ ｅ ｔ ｕ ｈ ｅ — ｈ ｓ ｏ ｒ ｅ ｎ ｈ ｐ ｃ ｎ ｌ ｆ ｔ ｔ ｔ ｒ ｗｉ ｄ ｎ ｓ ｓ ｏ ｌ ｅ ｅ ｕ ｌ ｔ ｒ ｄ ｃ ｈ ｉ ｈ ｓ
ｔｏｌｆ ｔ ｅ ｕ ｔ— ｈａ ｅ （ ｕｌｉ ｌ ｓｏｆ３） ｍ ｏ ｏｒｃ ｌ ｅ ｌｚ ｄ ｒ ｏｒｏ ｈ ｒ ｍ ｌｉｐ ｓ ｍ ｔｐ ｅ ｔ ｏｕ ｄ ｂｅ ｒ ａ ｉｅ ． Ｋｅ ｒ ｓ： ｏｗ ｅ ｌｃ ｒ ｎｉｓ ｓ ｓ ｅ ｉ ｅ ａ ｉ ｙｗｏ ｄ ｐ ｒｅ ｅ ｔ ｏ ｃ ｙ ｔ ｍ ｎｔ ｇｒ ｔｏｎ； ｎ ｏ ｒ ｌ ｓ ｃ ｅ ｔ ｒ ｐｕｌｅ ｗ ｉ ｈ ｍ ｏ ｇａ ｇ ｃ ｎｔ ｏ ； ｐａ ｅ ｖ ｃ ｏ ｓ ｄｔ ｄｕｌｔｏｎ（ ａｉ ＳＶＰ— Ｗ Ｍ ）： ｉ ｐｈ ｓ ｎｄｕ ｔｏｎ ｍ ｏｔ ｒ ｓｘ— ａ ｅ ｉ ｃｉ ｏ
１ 引 言
由于 现代 电力 系统 是 三 相 的 ， 以通 常 电 机 所
也是 三相 的 。在基 于功 率半 导体 开关 器件 的 电力
变 换 器 出 现 以后 ， 一 限 制 不 再 存 在 。 原 理 上 看 ， 这
ｉ ｅ ｓ ｏ ｉ ｌｍｅ ｔｇ ｎ ｏ ｔ ｏ ｏ ｉ— ｈ ｓ ｎ ｕ ｔ ｎ ｍｏ ｏ ．Ｗ ｉ ｈ ａ ｄ ａ ｈ ａ ｇ Ｓ ｓ ａ ｙ ｔ ｍｐ ｅ ｎ ａ ｇ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒｓｘ ｐ ａ ｅ ｉ ｄ ｃ ｉ ｔ ｒ ｆ ｏ ｔ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ｉ ｅ ，ｔ ｅ ｇ ｎ ＶＰ Ｍ ｏ — ｈ Ｗ ｃ ｎ
Ｇａ ｇ Ｓ ｎ ＶＰＷ Ｍ ｎｔ ｏ ｏ ｉ — ｈａ ｅＩ ｕ ｔｏ Ｍ ｏ ｏ Ｃｏ ｒ ｌｆ ｒ Ｓ ｘ ｐ ｓ ｎｄ ｃ ｉｎ ｔｒ ＣＡｌＨ ｕ ，ＣＡＩＭ ｅ ｇ ｉ ｎ 。ＱＩ ＡＮ ａ — ａ Ｘｉｏｙ ｏ （ ｅｔｏ ｃ ａ ｉａ ｇ ｎ ｅｉｇ Ｃ ｌａ ｇ， ｉａ） Ｅｌｃｒｍｅｈ ｎ ｃｌ Ｅｎ ｉｅｒｎ ｏｌｇ ， ｈｎ ｉｉ ｇ Ｕｎｖ ｒｉｙ， ｎ ｚ ｏ １ ０ ８ Ｚ ｅｉ ｎ Ｃ ｎ ａ ｈ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｎ ｓ ｒ ｃ ： ｇａ ｇ ＶＶ Ｖ Ｆ ｏ ｒ ｙｓ ｅ ｆ ｉ— ｃ ｎｔｏｌｓ ｔ ｍ ｏｒｓｘ ｐｈａ ｅｉ ｄｕｃｉ ｎ ｍ ｏｔ ｒｗ ａ ｎｔ ｏ ｓ ｎ ｔｏ ｏ ｓｉ ｒ ｄｕｃ ｄ ｂａ ｅ ｎ ｐｏｗｅ ｒｖｅ ｅ ｓ ｄｏ ｒｄ ｉ ｂｕｉ ｎｇ ｂ ｏ ｋｓａ ｙ ｔ ｍ ｎｔ ｇｒｔｏｎ Ａｓ ａ ｘ ｌ ｄｉ ｌ ｃ ｎｄ ｓ ｓ ｅ ｉ ｅ ａ ｉ ． ｎ ｅ ａｍｐｌ ， ＳＶＰＷ Ｍ ｔ ａｅ ｏｒｃ ｅ ｓ ｒ ｔｇｙ ｆ ｏｎｔｏｌｉ ｈｅｇａ ｏｎｔｏｌｓ ｓ ｒ ｌｎｇ ｔ ｎｇ ｃ ｒ ｙ—
摘 要 ： 出 了基 于 电力 电子 系统 集 成 概 念 的 六 相 异 步 电机 分 组 式 变 频 调 速 系统 。 以 Ｓ ｗ Ｍ 调 制 方 法 提 ＶＰ
为例 ， 论 了 六 相 异 步 电机 分 组 式 控 制 的 实 现 。理 论研 究 和 仿 真 表 明 ， 使 电 源 的 利 用 效 率 最 高 和 产 生 的 电 讨 为 磁 转 矩 最 大 ， 保 证 两 套 三 相 电 源 的 相 位 差 和 两 套 绕 组 之 间 的空 间夹 角相 等 ； 不 用 严 格 做 到 恒 相 位差 同 步 ， 应 但 分 组 式 逆 变 模 块 之 间 的 通 讯 要 求 不 高 。 因此 六 相 异 步 电 机 的 分 组 式 控 制 是 比较 容 易 实 现 的 ， 展 开 来 ， 用 扩 采