电压空间矢量的原理及其在DSP上的实现
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图６实际测得电流波形图
的ＳＶＰＷＭ硬件模块需要相应的软件产生Ｅ乙，并确定％
所处扇区，再通过解码矩阵计算每个ＰＷＭ周期中的瓦、
‰和兀，此处Ｅ和‰均以定时器计数值的形式表示。
在每一个ＰＷＭ周期中，将完成动作：周期一开始，就根 据ＡＣＴＲ【１４—１２】 中定义的矢量设置ＰＷＭ输出；在向上 计数过程中，在瓦／２时刻发生第一次比较匹配（计数器中 值与ＣＭＰＲｌ中值相等），根据ＡＣＴＲＡ【１５］ （即ＡＣＴＲＡ 寄存器第１５位的状态，０表示逆时针旋转，ｌ表示顺时针 旋转）定义的旋转方向，将ＰＷＭ输出转换成辅矢量，在
相似文献(10条)
1.期刊论文 潘庭龙.陈尔奎.纪志成.谢林柏.PAN Ting-long.CHEN Er-kui.JI Zhi-cheng.XIE Lin-bo 基于人工神
和２４０。采用软件生成ＳＶＰＷＭ的过程是，当定时器的计
数器累加到等于ＣＭＰＲｘ（这里选用ＥＶＡ，石＝１，２，３）的值
时，就会改变空间矢量对应的控制信号输出。例如在ＣＭ．
万方数据
ＰＲｌ中写入７ｙ４，ＣＭＰＲ２中写入％／４＋Ｌ／２，ＣＭＰＲ３中写 入巧／４＋五／２＋丁．２／２。当定时器的计数器值一一与ＣＭＰＲｘ 相匹配时，就会输出图４ａ所示的ＰＷＭ波形。因此，生成 ＳＶＰＷＭ的程序——定时器中断子程序要完成的任务已经 非常明确了。在主程序中根据控制策略计算出需要的频 率，等待中断的产生。在定时器中断子程序中，根据此时
机控制的ＤＳＰ芯片，该芯片除了ＤＳＰ固有的高速计算特
性和硬件乘法器以外，还集成了三相ＰＷＭ波形发生器
（ＥＶＡ和ＥＶＢ两个模块）。有了这些功能，我们完全能通过
实时计算来产生任意频率的ＳＶＰＷＭ波。在每个ＰＷＭ周
期中，必须解决以、以。、０。。。和Ｄ。的开关次序问题。
不同的开关模式将产生不同的波形模式。这里给出两种对 称开关模式的实现方案， 一种是非常容易由 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７上通过软件编程确定开关次序的软件模
（ｂ）Ｉ区Ｕｏｕｔ顺时针旋转
ＰＷＭｌ ＰＷＭ３
＿『］ｉ
ｒｒ
ＰＷＭ５
Ｕ６０：Ｕ１２０：００００ ：Ｕ１２０：Ｕ６０１０） （１１０）
ＰＷＭｌ
ＴＩ／２｛ｎ／２
１ｉ·
ｊ Ｔ２／２ １ ＴＩ／２
ＰｗＭ３ １
ｊ
ｊ
；
ＰｗＭ，；！厂］；；
：Ｕ１２０：Ｕ６０：ＯｌｌＩ ：Ｕ６０：Ｕ１２０：
式；另一种则是由ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７上自带的ＳＶＰＷＭ硬 件模块实现的。
（１）软件确定开关模式的方案
图３给出了软件开关模式方案中对称开关模式中的
ＳＶＰＷＭ矢量、扇区及开关方向，箭头方向即为每个扇区
各矢量的开关顺序方向。这种开关模式可以用０。。。、仉、 Ｕ舳、ＤⅢ、０１１１、Ｕ二∞、以、００００表示此处石可以是０、１２０
五／２＋Ｖ２时刻，发生第二次比较匹配时（计数器中值与
ＣＭＰＲ２中值相等），将ＰＷＭ输出转换成两种零矢量中的一 种；在向下计数过程中，与前半周对称输出［４］。图５所示是 Ｉ区和Ⅱ区的ＳＶＰＷＭ波形图，其它区域类推。
在整个ＰＷＭ周期中，总有一个桥臂开关状态保持不 变，因此该方案的开关次数比软件确定ＰＷＭ开关模式的
（０１０）
１１０）
（１ｌ １）
（１１０） （０１０）
（ｃ）Ⅱ区ｕｏｕｔ逆时针旋转
（ｄ）Ⅱ区ｕｏｕｔ顺时针旋转
图５ ＨＷ ＳＶＰＷＭ波形图
万方数据
表２硬件确定开关模式的开关顺序表
常规方法减少１／３，最直接的结果是减少了开关损耗。该 方案中，为避免上下桥臂直通，需加入死区，即 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７上的ＰＷＭｌ／２、ＰＷＭ３／４、ＰＷＭ５／６ 应互补。只有同一桥臂上下两臂相继开通时才有加入死区 的必要，即死区并不影响开关保持状态。在整个周期中， 有一个桥臂开关状态保持不变。因此，死区会影响ＰＷＭ 输出，在逆变器的线电压输出上会产生一定的谐波，这里不
乃一乃一咒。进而，我们可以得到一种计算乃和咒的方法：
【五，列１＝瓦【以以枷］。１％
（７）
【以（，一】。１是矩阵向量的逆矩阵。假设％和仉之间
的角度为ａ，从图２我们又可以得出：
兀＝、／ｒ瓦ｆ Ｊ％Ｉ ｃｏｓ（ｄ＋３０）
乃＝、／２耳Ｉ Ｉ％ｌ ｓｉｎｏｌ
（８）
针对不同的应用，可以选择式（７）或式（８）来计算
利用ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７芯片，加上必要的外围电路，构成 最小ＤＳＰ系统，功率逆变电路采用智能功率模块（ＩＰＭ）， 型号为富士系列６ＭＢＰ５０ＲＡ０６０。在四极三相交流感应电 机上，采用ＨＷ ＳＶＰＷＭ方案时实际测得的电流波形如图 ６所示，可以看到，电流谐波很小，表明ＳＶＰＷＭ技术的有 效性。
本文讨论了ＳＶＰＷＭ技术的基本原理和两种有效的 ＳＶＰＷＭ实现方案。表３给出了由两种方式确定开关模式 的对比，可以看、出，与基于软件的方案相比， 由 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７上的ＳＶＰＷＭ硬件模块实现的方案减少了 开关损耗。 参考文献： ［１］李永乐．交流电机数字控制系统［Ｍ］．机械工业出版社，２００２． ［２］陈国呈．ＰｗＭ变频调速及软开关电子变换技术［Ｍ］．机械工
表３ 硬件和软件确定ＳＶＰＷＭ开关模式的对比
表２所示为ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７硬件模块确定开关模式的 两种对称ＰＷＭ每个扇区开关矢量的选择表，同样可以将 其简述为（以、以。、０一以。、蚴，此处，石为０、６０、 １２０、１８０、２４０、３００。Ｅｋ为０１１ｌ或Ｄ０００，选取原则是相邻 两个开关矢量中只有一个开关量变化。ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７上
业出版社．２００１． ［３］Ｓｐａｃｅ—Ｖｅｃｔｏｒ ＰｗＭ ｗｉｔｈ １＇ＭＳ３２０Ｃ２４ｘ／Ｆ２４ｘ Ｕｓｉｎｇ Ｈａｒｄｗａｒｅ
ａＩｌｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄｅｔｅｍｉｎｅｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｐａｔｔｅｍｓ ［ｚ］ ．Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕ—
ｍｅｎｔｓ．１９９９．
［４］刘和平等．ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０×ＤＳＰｃ语言开发应用［Ｍ］．北京航空 航天大学出版社。２００２．
并相对应得到六个相互问夹角为６０度的非零电压向量和
两个位于坐标原点的零电压矢量（Ｄ。。。和０。）如图２所 示。
空间矢量ＰＷＭ技术的目的是通过与基本的空间矢量
对应的开关状态的组合得到一个给定的定子参考电压矢量
％。定义％相邻的矢量为仉和Ｕ蜥。，其中先作用的向量
以为主矢量，后作用的向量Ｕ二为辅矢量，它们作用的时
作重点讨论。每一扇区因为开关方向有正有负，故有两种 开关模式。在具体实现时，通过设定ＳＶＲＤＩＲ＝０／ｌ来区 分开关方向的正负。硬件ＳＶＰＷＭ的逻辑状态决定寄存器 配置及整个ＰＷＭ周期相应的比较值，并依据配置产生所 需的开关动作。因此，有了ＳＶＰＷＭ硬件模块，ＳＶＰＷＭ的 实现变得非常简单。
４实验结果和结论
的，和％的当前位置确定出下一个载波周期中％的位
置，确定主矢量和辅矢量，并计算出它们分别作出的时间
Ｔ。、咒得到发生区配的时间值，写入到ＣＭＰＲｘ中［３１。如
图４所示，Ｉ区主矢量是％，辅矢量是％。Ⅱ区主矢量 是矾∞辅矢量是‰。其它区域类推。软件确定开关模式的 方法具有以下特点：①除了占空比为０和Ｉ之外，在每个
Ｖｄｃ
［三ｉ］＝ｙ。［ｉ。一ｉ一；］［；］
ｃ·，
［誊］＝｝ｙ出［；：一！，：！］Ｉ］
ｃ２，
表１功率晶体管的开关状态和与之对应的输出线电压 和相电压的关系表
图１ 三相电源逆变器结构图
收稿日期：２００４—１０—２２
万方数据
▲ｑ
Ｕ
ｄ
Ｏ、
－ｄ Ｕｏ（１００）
图２电压空间矢量图
图３ ＳＷ ＳＶＰＷＭ矢量、扇区及开关方向图
（ＪＪｏ）
（ＩＪ Ｉ）
Ｕ６０：Ｕｏ｛ （ＪＩＯ） （Ｊ００）
（ａ）Ｉ区Ｕｏｕｔ逆时针旋转
ＰＷＭｌ
ＴＩ／２：Ｔ２，２： １ｉｌ
：Ｔ２／２
：ＴＩ，２
『］ｉ ＰＷＭ３
ｉｒ
刚Ⅲｂ矗。！ ］矿ｈ丽寸面靠 ：Ｕ６０：Ｕｏ： ００００：Ｕｏ ：Ｕ６０：
。（１１０）’（１００）‘ （０００） ‘（１００）’（１｜０）‘
ＰＷＭ周期中器件开关两次。②每个扇区的开关顺序固定。 （④每个ＰＷＭ周期均以０。开始和结束。（少每个ＰＷＭ周 期中插入的００００和０。数目相等。
（２）硬件确定开关模式的方案
１’ｏ／４ ＴＩ／２ １ Ｔ２／２ Ｔ０／２；ｎ／２ １ ＴＩ／２；Ｔ０／４
．Ｉ＇ｏ／４：ＴＩ／２：记／２：Ｔｏ／２：孔／２：Ｔｌ／２：Ｔ０／４
王兴，杨振强
（大连理工大学电气工程与应用电子技术系， 辽宁大连 １１６０２４）
摘要：叙述了电压空间矢量调制（ｓＶＰｗＭ）的基本原理，介绍了两种（软件确定模式和硬卡ｌ｛＝确定模式）基于数字信号处理器
（ＤＳＰ）ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７生成ＳＶＰＷＭ的方法及其特点，势给出了檑皮的实验结果。
关键词：空间电压矢量；脉宽调制；数字信号处理器
２ ＳＶＰＷＭ的基本原理
空间电压矢量调制法是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波形嘲。我们给出典型 的逆变器结构图（图１）。图中，Ｖ。、Ｖ。、Ｖ。是逆变器的电 压输出，Ｑ。到Ｑ６是６个功率晶体管，它们分别被ａ、ａ ７、 ｂ、ｂ’、ｃ、ｃ’这６个控制信号所控制。当逆变桥上半部分
孔和乃。式（７）是和扇区相关的，对于每个扇区的矩阵
逆向量可以离线算出，当进行在线计算时，可以通过查表
法读出相应的值。这种方法应用在当％以【仉，Ⅷｔ形
式给出时。而在应用式（８）进行计算时，与所在的扇区
无关，所以，这种方法应用在％以幅值和相角的形式给
’
出时。
３ ＳＶＰＷＭ的实现
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７芯片是美国ＴＩ公司开发的专门用于电
机电工程技术 MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY 2005，34(4) 3次
参考文献(4条) 1.李永乐 交流电机数字控制系统 2002 2.陈国呈 PWM变频调速及软开关电子变换技术 2001 3.Space-Vector PWM With TMS320C24x/F24x Using Hardware and Software Determined Switching Patterns 1999 4.刘和平 TMS320LF240×DSPc语言开发应用 2002
ｂ
ｂ
（０００）（】ＯＯ）（１ｌＯ）（１ １１）（１ １０）（１００）（ｏｏＯ）
（０００）（Ｏｌｏ）（１ｌＯ）（１ｌ １）（１ｌＯ）（ＯｌＯ）（Ｏｏｏ）
图４
ＳＷ ＳＶＰＷＭ波形图
（ｂ） Ⅱ区
ＰＷＭｌ
Ｔｌ／２
Ｔ２，２
１ｉ＇
Ｔ２，２
ＴＩ，２
…。ｉ厂■—『］ｉ
…，； ：Ｕｏ （Ｊｏｏ）
ｉ广］
｛Ｕ６０： Ｏｌｌｌ ｉ
对应关系如表１所示。 该表中ｙ—ｍ ｙ肌ｙ。表示３个输出的相电压，ｎ。
ｙ—ｙａ表示３个输出的线电压。在（ｄ，ｇ）坐标系中，输 出的三相线电压可以用下面等式表示：
ｆ引ｙ２ｄ、］一／『２力ｌ一【ｏ１订／／２一２一ｌ订／／２ ２
（３）
—．。．．．Ｌ ｋ‰％ ］●●●Ｊ
把三相电压［ｙ。ｙ６ ｙ。］７变为两相垂直电压［％饥】７，
中圈分类号：ＴＰ２７４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９一一９４９２（２０Ｈ０＿５）０４—００３０—０４
ｌ刖罱 随着电力电子技术的不断发展，新型的电力电子器件
不断涌现，变频技术也得到了飞速的发展。脉宽调制 （ＰＷＭ）技术也得到了广泛的应用。目前，广泛采用的方 法是空间电压矢量调制方法。它和以往的方法不同，是从 电动机的角度出发，着眼于如何使电动机获得幅值恒定的圆 形旋转磁场，即正弦磁通。使用该方法可以明显降低转矩脉 动、提高电压利用率、减少噪声，不失为一种理想的调制 方法【１１。
使用该方法可以明显降低转矩脉动提高电压利用率减少噪声不失为一种理想的调制方法112svpwm的基本原理空间电压矢量调制法是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波形嘲
电压空间矢量的原理及其在ＤＳＰ上的实现
间分别为五和乃。则由图２可得：
争』∥‰∞＝争（正以＋疋‰）
（４）
即￡乙∞刀＝１／ｒ（Ｌ以＋咒以曲）
（５）
从式（５）我们可以看出，正与疋之和一般要小于整
个载波周期ｒ，要插入零向量（Ｄ。。。或Ｏ。）来补偿，于是 可得下式：
ＥｏＥ＝兀以＋疋ｕ。ｍ＋死（００００或Ｄ。）
（６）
其中瓦为ＰｗＭ的载波周期，零向量作用的时间为缮
第一作者简介：王兴，男，１９８０年生，辽宁辽中人，硕士研究 生。研究领域：交流调速。
（编辑：梁 玉）
万方数据
电压空间矢量的原理及其在DSP上的实现
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
王兴， 杨振强， WANG Xing， YANG Zhen-qiang 大连理工大学电气工程与应用电子技术系,辽宁,大连,116024
的ＳＶＰＷＭ硬件模块需要相应的软件产生Ｅ乙，并确定％
所处扇区，再通过解码矩阵计算每个ＰＷＭ周期中的瓦、
‰和兀，此处Ｅ和‰均以定时器计数值的形式表示。
在每一个ＰＷＭ周期中，将完成动作：周期一开始，就根 据ＡＣＴＲ【１４—１２】 中定义的矢量设置ＰＷＭ输出；在向上 计数过程中，在瓦／２时刻发生第一次比较匹配（计数器中 值与ＣＭＰＲｌ中值相等），根据ＡＣＴＲＡ【１５］ （即ＡＣＴＲＡ 寄存器第１５位的状态，０表示逆时针旋转，ｌ表示顺时针 旋转）定义的旋转方向，将ＰＷＭ输出转换成辅矢量，在
相似文献(10条)
1.期刊论文 潘庭龙.陈尔奎.纪志成.谢林柏.PAN Ting-long.CHEN Er-kui.JI Zhi-cheng.XIE Lin-bo 基于人工神
和２４０。采用软件生成ＳＶＰＷＭ的过程是，当定时器的计
数器累加到等于ＣＭＰＲｘ（这里选用ＥＶＡ，石＝１，２，３）的值
时，就会改变空间矢量对应的控制信号输出。例如在ＣＭ．
万方数据
ＰＲｌ中写入７ｙ４，ＣＭＰＲ２中写入％／４＋Ｌ／２，ＣＭＰＲ３中写 入巧／４＋五／２＋丁．２／２。当定时器的计数器值一一与ＣＭＰＲｘ 相匹配时，就会输出图４ａ所示的ＰＷＭ波形。因此，生成 ＳＶＰＷＭ的程序——定时器中断子程序要完成的任务已经 非常明确了。在主程序中根据控制策略计算出需要的频 率，等待中断的产生。在定时器中断子程序中，根据此时
机控制的ＤＳＰ芯片，该芯片除了ＤＳＰ固有的高速计算特
性和硬件乘法器以外，还集成了三相ＰＷＭ波形发生器
（ＥＶＡ和ＥＶＢ两个模块）。有了这些功能，我们完全能通过
实时计算来产生任意频率的ＳＶＰＷＭ波。在每个ＰＷＭ周
期中，必须解决以、以。、０。。。和Ｄ。的开关次序问题。
不同的开关模式将产生不同的波形模式。这里给出两种对 称开关模式的实现方案， 一种是非常容易由 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７上通过软件编程确定开关次序的软件模
（ｂ）Ｉ区Ｕｏｕｔ顺时针旋转
ＰＷＭｌ ＰＷＭ３
＿『］ｉ
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ＰＷＭ５
Ｕ６０：Ｕ１２０：００００ ：Ｕ１２０：Ｕ６０１０） （１１０）
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：Ｕ１２０：Ｕ６０：ＯｌｌＩ ：Ｕ６０：Ｕ１２０：
式；另一种则是由ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７上自带的ＳＶＰＷＭ硬 件模块实现的。
（１）软件确定开关模式的方案
图３给出了软件开关模式方案中对称开关模式中的
ＳＶＰＷＭ矢量、扇区及开关方向，箭头方向即为每个扇区
各矢量的开关顺序方向。这种开关模式可以用０。。。、仉、 Ｕ舳、ＤⅢ、０１１１、Ｕ二∞、以、００００表示此处石可以是０、１２０
五／２＋Ｖ２时刻，发生第二次比较匹配时（计数器中值与
ＣＭＰＲ２中值相等），将ＰＷＭ输出转换成两种零矢量中的一 种；在向下计数过程中，与前半周对称输出［４］。图５所示是 Ｉ区和Ⅱ区的ＳＶＰＷＭ波形图，其它区域类推。
在整个ＰＷＭ周期中，总有一个桥臂开关状态保持不 变，因此该方案的开关次数比软件确定ＰＷＭ开关模式的
（０１０）
１１０）
（１ｌ １）
（１１０） （０１０）
（ｃ）Ⅱ区ｕｏｕｔ逆时针旋转
（ｄ）Ⅱ区ｕｏｕｔ顺时针旋转
图５ ＨＷ ＳＶＰＷＭ波形图
万方数据
表２硬件确定开关模式的开关顺序表
常规方法减少１／３，最直接的结果是减少了开关损耗。该 方案中，为避免上下桥臂直通，需加入死区，即 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７上的ＰＷＭｌ／２、ＰＷＭ３／４、ＰＷＭ５／６ 应互补。只有同一桥臂上下两臂相继开通时才有加入死区 的必要，即死区并不影响开关保持状态。在整个周期中， 有一个桥臂开关状态保持不变。因此，死区会影响ＰＷＭ 输出，在逆变器的线电压输出上会产生一定的谐波，这里不
乃一乃一咒。进而，我们可以得到一种计算乃和咒的方法：
【五，列１＝瓦【以以枷］。１％
（７）
【以（，一】。１是矩阵向量的逆矩阵。假设％和仉之间
的角度为ａ，从图２我们又可以得出：
兀＝、／ｒ瓦ｆ Ｊ％Ｉ ｃｏｓ（ｄ＋３０）
乃＝、／２耳Ｉ Ｉ％ｌ ｓｉｎｏｌ
（８）
针对不同的应用，可以选择式（７）或式（８）来计算
利用ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７芯片，加上必要的外围电路，构成 最小ＤＳＰ系统，功率逆变电路采用智能功率模块（ＩＰＭ）， 型号为富士系列６ＭＢＰ５０ＲＡ０６０。在四极三相交流感应电 机上，采用ＨＷ ＳＶＰＷＭ方案时实际测得的电流波形如图 ６所示，可以看到，电流谐波很小，表明ＳＶＰＷＭ技术的有 效性。
本文讨论了ＳＶＰＷＭ技术的基本原理和两种有效的 ＳＶＰＷＭ实现方案。表３给出了由两种方式确定开关模式 的对比，可以看、出，与基于软件的方案相比， 由 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７上的ＳＶＰＷＭ硬件模块实现的方案减少了 开关损耗。 参考文献： ［１］李永乐．交流电机数字控制系统［Ｍ］．机械工业出版社，２００２． ［２］陈国呈．ＰｗＭ变频调速及软开关电子变换技术［Ｍ］．机械工
表３ 硬件和软件确定ＳＶＰＷＭ开关模式的对比
表２所示为ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７硬件模块确定开关模式的 两种对称ＰＷＭ每个扇区开关矢量的选择表，同样可以将 其简述为（以、以。、０一以。、蚴，此处，石为０、６０、 １２０、１８０、２４０、３００。Ｅｋ为０１１ｌ或Ｄ０００，选取原则是相邻 两个开关矢量中只有一个开关量变化。ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７上
业出版社．２００１． ［３］Ｓｐａｃｅ—Ｖｅｃｔｏｒ ＰｗＭ ｗｉｔｈ １＇ＭＳ３２０Ｃ２４ｘ／Ｆ２４ｘ Ｕｓｉｎｇ Ｈａｒｄｗａｒｅ
ａＩｌｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄｅｔｅｍｉｎｅｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｐａｔｔｅｍｓ ［ｚ］ ．Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕ—
ｍｅｎｔｓ．１９９９．
［４］刘和平等．ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０×ＤＳＰｃ语言开发应用［Ｍ］．北京航空 航天大学出版社。２００２．
并相对应得到六个相互问夹角为６０度的非零电压向量和
两个位于坐标原点的零电压矢量（Ｄ。。。和０。）如图２所 示。
空间矢量ＰＷＭ技术的目的是通过与基本的空间矢量
对应的开关状态的组合得到一个给定的定子参考电压矢量
％。定义％相邻的矢量为仉和Ｕ蜥。，其中先作用的向量
以为主矢量，后作用的向量Ｕ二为辅矢量，它们作用的时
作重点讨论。每一扇区因为开关方向有正有负，故有两种 开关模式。在具体实现时，通过设定ＳＶＲＤＩＲ＝０／ｌ来区 分开关方向的正负。硬件ＳＶＰＷＭ的逻辑状态决定寄存器 配置及整个ＰＷＭ周期相应的比较值，并依据配置产生所 需的开关动作。因此，有了ＳＶＰＷＭ硬件模块，ＳＶＰＷＭ的 实现变得非常简单。
４实验结果和结论
的，和％的当前位置确定出下一个载波周期中％的位
置，确定主矢量和辅矢量，并计算出它们分别作出的时间
Ｔ。、咒得到发生区配的时间值，写入到ＣＭＰＲｘ中［３１。如
图４所示，Ｉ区主矢量是％，辅矢量是％。Ⅱ区主矢量 是矾∞辅矢量是‰。其它区域类推。软件确定开关模式的 方法具有以下特点：①除了占空比为０和Ｉ之外，在每个
Ｖｄｃ
［三ｉ］＝ｙ。［ｉ。一ｉ一；］［；］
ｃ·，
［誊］＝｝ｙ出［；：一！，：！］Ｉ］
ｃ２，
表１功率晶体管的开关状态和与之对应的输出线电压 和相电压的关系表
图１ 三相电源逆变器结构图
收稿日期：２００４—１０—２２
万方数据
▲ｑ
Ｕ
ｄ
Ｏ、
－ｄ Ｕｏ（１００）
图２电压空间矢量图
图３ ＳＷ ＳＶＰＷＭ矢量、扇区及开关方向图
（ＪＪｏ）
（ＩＪ Ｉ）
Ｕ６０：Ｕｏ｛ （ＪＩＯ） （Ｊ００）
（ａ）Ｉ区Ｕｏｕｔ逆时针旋转
ＰＷＭｌ
ＴＩ／２：Ｔ２，２： １ｉｌ
：Ｔ２／２
：ＴＩ，２
『］ｉ ＰＷＭ３
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刚Ⅲｂ矗。！ ］矿ｈ丽寸面靠 ：Ｕ６０：Ｕｏ： ００００：Ｕｏ ：Ｕ６０：
。（１１０）’（１００）‘ （０００） ‘（１００）’（１｜０）‘
ＰＷＭ周期中器件开关两次。②每个扇区的开关顺序固定。 （④每个ＰＷＭ周期均以０。开始和结束。（少每个ＰＷＭ周 期中插入的００００和０。数目相等。
（２）硬件确定开关模式的方案
１’ｏ／４ ＴＩ／２ １ Ｔ２／２ Ｔ０／２；ｎ／２ １ ＴＩ／２；Ｔ０／４
．Ｉ＇ｏ／４：ＴＩ／２：记／２：Ｔｏ／２：孔／２：Ｔｌ／２：Ｔ０／４
王兴，杨振强
（大连理工大学电气工程与应用电子技术系， 辽宁大连 １１６０２４）
摘要：叙述了电压空间矢量调制（ｓＶＰｗＭ）的基本原理，介绍了两种（软件确定模式和硬卡ｌ｛＝确定模式）基于数字信号处理器
（ＤＳＰ）ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７生成ＳＶＰＷＭ的方法及其特点，势给出了檑皮的实验结果。
关键词：空间电压矢量；脉宽调制；数字信号处理器
２ ＳＶＰＷＭ的基本原理
空间电压矢量调制法是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波形嘲。我们给出典型 的逆变器结构图（图１）。图中，Ｖ。、Ｖ。、Ｖ。是逆变器的电 压输出，Ｑ。到Ｑ６是６个功率晶体管，它们分别被ａ、ａ ７、 ｂ、ｂ’、ｃ、ｃ’这６个控制信号所控制。当逆变桥上半部分
孔和乃。式（７）是和扇区相关的，对于每个扇区的矩阵
逆向量可以离线算出，当进行在线计算时，可以通过查表
法读出相应的值。这种方法应用在当％以【仉，Ⅷｔ形
式给出时。而在应用式（８）进行计算时，与所在的扇区
无关，所以，这种方法应用在％以幅值和相角的形式给
’
出时。
３ ＳＶＰＷＭ的实现
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７芯片是美国ＴＩ公司开发的专门用于电
机电工程技术 MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY 2005，34(4) 3次
参考文献(4条) 1.李永乐 交流电机数字控制系统 2002 2.陈国呈 PWM变频调速及软开关电子变换技术 2001 3.Space-Vector PWM With TMS320C24x/F24x Using Hardware and Software Determined Switching Patterns 1999 4.刘和平 TMS320LF240×DSPc语言开发应用 2002
ｂ
ｂ
（０００）（】ＯＯ）（１ｌＯ）（１ １１）（１ １０）（１００）（ｏｏＯ）
（０００）（Ｏｌｏ）（１ｌＯ）（１ｌ １）（１ｌＯ）（ＯｌＯ）（Ｏｏｏ）
图４
ＳＷ ＳＶＰＷＭ波形图
（ｂ） Ⅱ区
ＰＷＭｌ
Ｔｌ／２
Ｔ２，２
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Ｔ２，２
ＴＩ，２
…。ｉ厂■—『］ｉ
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对应关系如表１所示。 该表中ｙ—ｍ ｙ肌ｙ。表示３个输出的相电压，ｎ。
ｙ—ｙａ表示３个输出的线电压。在（ｄ，ｇ）坐标系中，输 出的三相线电压可以用下面等式表示：
ｆ引ｙ２ｄ、］一／『２力ｌ一【ｏ１订／／２一２一ｌ订／／２ ２
（３）
—．。．．．Ｌ ｋ‰％ ］●●●Ｊ
把三相电压［ｙ。ｙ６ ｙ。］７变为两相垂直电压［％饥】７，
中圈分类号：ＴＰ２７４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９一一９４９２（２０Ｈ０＿５）０４—００３０—０４
ｌ刖罱 随着电力电子技术的不断发展，新型的电力电子器件
不断涌现，变频技术也得到了飞速的发展。脉宽调制 （ＰＷＭ）技术也得到了广泛的应用。目前，广泛采用的方 法是空间电压矢量调制方法。它和以往的方法不同，是从 电动机的角度出发，着眼于如何使电动机获得幅值恒定的圆 形旋转磁场，即正弦磁通。使用该方法可以明显降低转矩脉 动、提高电压利用率、减少噪声，不失为一种理想的调制 方法【１１。
使用该方法可以明显降低转矩脉动提高电压利用率减少噪声不失为一种理想的调制方法112svpwm的基本原理空间电压矢量调制法是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波形嘲
电压空间矢量的原理及其在ＤＳＰ上的实现
间分别为五和乃。则由图２可得：
争』∥‰∞＝争（正以＋疋‰）
（４）
即￡乙∞刀＝１／ｒ（Ｌ以＋咒以曲）
（５）
从式（５）我们可以看出，正与疋之和一般要小于整
个载波周期ｒ，要插入零向量（Ｄ。。。或Ｏ。）来补偿，于是 可得下式：
ＥｏＥ＝兀以＋疋ｕ。ｍ＋死（００００或Ｄ。）
（６）
其中瓦为ＰｗＭ的载波周期，零向量作用的时间为缮
第一作者简介：王兴，男，１９８０年生，辽宁辽中人，硕士研究 生。研究领域：交流调速。
（编辑：梁 玉）
万方数据
电压空间矢量的原理及其在DSP上的实现
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
王兴， 杨振强， WANG Xing， YANG Zhen-qiang 大连理工大学电气工程与应用电子技术系,辽宁,大连,116024