理解SVPWM调制原理及应用

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：SVPWM的调制频率是三角波频率，三角波频率越高，电压谐波减小，这与SPWM调制是一样的，SVPWM是三角波与电压矢量时间系数K的比较，计算量较小，可以使系统响应更快。

1.正多边形空间电压矢量

SVPWM利用八个空间电压矢量中的六个工作矢量计算生成幅值和方向不同的空间电压矢量，控制各空间电压矢量的作用时间，以形成多边形磁链轨迹。多边形每条边由两个相邻的电压空间矢量合成，如图5.5的t₀～t₂，是u_S2和u_S3作用，它们的合成矢量u_s如图5.15所示，调节u_S2的作用时间t₁和u_S3的作用时间t₂就可以改变合成电压矢量u_s的大小和方向角λ。由图5.15可知

且

u_s=U_scos（λ+γ）+jU_ssin（λ+γ）] （5.20）

比较式（5.19）和式（5.20）的实部和虚部，在u_S2和u_S3合成时，，可得

由式（5.22）可得

将式（5.23）代入式（5.21），式（5.24）代入式（5.22），且令调制度，得

将t₁代入式（5.23）可得

对于正N边形，每条边的作用时间为，一般N为6的倍数。磁链平面可分6个扇区（见表5.4），每个扇区有条边，每条边对应的λ分别为、λ₂=λ₁+，…。例如N=12，每个扇区磁链轨迹有2条边，，。由于扇区的对称性，因此计算一个扇区的n组t₁和t₂可以用于其他扇区。图5.16是12边形电压矢量轨迹，其中图5.16a每条边由两个电压矢量合成，图5.16b将两个电压矢量中的一个一分为二，放在另一个电压矢量的前后，每条边由三段电压矢量合成。(https://www.chuimin.cn)

图5.16 12边形电压空间矢量轨迹

2.零矢量插入方式

由式（5.26）

式中，电压矢量作用时间系数。

因为VVVF控制一般在额定电压下调节U_s≤U_sN，

，因此

，t₁+t₂<T₀，两个电压矢量作用时间小于多边形每边的时间，其不足的时间需要用零矢量补足，零矢量作用时间为：

t₀=T₀-（t₁+t₂）=T₀（1-K）（5.28）

插入零矢量的方式有多种，零矢量可以插在工作电压矢量的前后，也可以插在工作电压矢量的中间，零矢量可以集中插入，也可以分散插入。从表5.1可见，在相邻两个电压矢量中间插入零矢量，无论是u_s7（000）或u_s8（111）都不能保证插入前后开关次数最少，以开关次数最少要求，零矢量要插在工作电压矢量的中间，下面介绍一种三角波调制的方法（图5.17）。

图5.17 三角波插入零矢量

用高频三角波与电压矢量时间系数K比较产生零矢量脉冲，脉冲宽度是零矢量插入时间，用三角波调制零矢量是分散插入，在多边形各区间如果出现零矢量脉冲，就插入相应的零矢量，例如12边形的Ⅰ扇区Ⅰ₁分区，作用电压矢量为u_S2（110），当有零矢量脉冲时就插入u_S8（111），在u_S3（010）时，有零矢量脉冲就插入u_S7（000），零矢量作用时间受各分区的矢量作用时间系数K调制。SVPWM的调制频率是三角波频率，三角波频率越高，电压谐波减小，这与SPWM调制是一样的，SVPWM是三角波与电压矢量时间系数K的比较，计算量较小，可以使系统响应更快。

理解SVPWM调制原理及应用

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