SVPWM的实现过程(附C代码)

SVPWM 算法的实现过程
1、算法的输入与输出
输入u s α、u s β 输出：三个比较寄存器的值CompA 、CompB 、CompC
根据给定的二相静止坐标系中两个电压分量u s α、u s β，根据电压矢量所在的扇区选择相邻的两个的电压矢量，并计算相邻两个电压矢量的作用时间，按照7段式SVPWM 对CompA 、CompB 、CompC 进行赋值，算法的流程如下：
2、扇区计算
空间矢量调制的第一步是判断由u s α、u s β所决定的空间电压矢（U ref ）量所处的扇区。

假定合成的电压矢量落在第 I 扇区，可知其等价条件如下：0<arctan(u s β/u s α)<60 º 以上等价条件再结合矢量图几何关系分析，可以判断出合成电压矢量。

落在第N 扇区的充分必要条件,得出下表1-1：
ref s β 3u s α-u s β 、− 3u s α-u s β 三式决定，因此令：
1232222
U U U U U U ββαβα⎧
=⎪⎪
⎪
=-⎨⎪
⎪=-
-⎪⎩
再定义，若U 1>0 ，则 A=1，否则 A=0； 若U 2>0 ，则 B=1，否则 B=0；若U 3>0 ，则 C=1，
否则 C=0。

可以看出 A ，B ，C 之间共有八种组合，但由判断扇区的公式可知 A ，B ，C 不会同时为 1 或同时为 0，所以实际的组合是六种，A ，B ，C 组合取不同的值对 应着不同的扇区，并且是一一对应的，因此完全可以由 A ，B ，C 的组合判断所在的扇区。

为区别六种状态，令 X=4*C+2*B+A ，则可以通过下表计算参考电压 矢量 U ref 所在的扇区。

表 1-2 X 值与扇区对应关系
采用上述方法，只需经过简单的加减及逻辑运算即可确定所在的扇区，对于提高系统的响应速度和进行仿真都是很有意义的。

3、扇区相邻电压矢量的作用时间计算
当电压矢量位于第一扇区时，欲用 U 4、U 6、U 0 及 U 7 合成，用平均值等效可得：
4466
ref S U T U T U T *=*+*
因为 |U 4|=|U 6|=2U dc /3 ，所以可以得到各矢量的状态保持时间为： T 6=
3T s U dc u s β
T 4=T
s U dc
(3
2u s α−
3
2u s β
)
当电压矢量位于其他扇区时同理可算出相邻电压的作用时间： 第二扇区：T 6=T s U dc
(3
2u s α+
3
2u s β
) T 2=T s U dc
(−3
2u s α+
3
2u s β) 第三扇区：T 2= 3T s
U
dc
u s β
T 3=−T s U dc
(3
2u s α+
3
2u s β) 第四扇区：T 1=−
3T s U dc
u s β T 3=T s U dc
(−3
2u s α+
3
2u s β
)
第五扇区：T1=−T s
U dc (3
2
u sα+3
2
u sβ)T5=T s
U dc
(3
2
u sα−3
2
u sβ)
第六扇区：T5=−3T s
U dc u sβT4=T s
U dc
(3
2
u sα+3
2
u sβ)
令x=3T s
U dc u sβ，y=T s
U dc
(3
2
u sα+3
2
u sβ)，z=T s
U dc
(3
2
u sα−3
2
u sβ)，则在每个扇区相邻的两电
压矢量的作用时间如下表所示：
4、计算比较寄存器的值
通过上面的计算，已经的到了电压矢量所在的扇区以及相邻电压矢量的作用时间，接下来的问题是如何根据上面的结果来计算寄存器的值，使得DSP的ePWM模块发出正确的脉冲信号控制三相电桥。

空间矢量的序列组织方式有多种，按照空间矢量的对称性分类，可分为两相开关换流与三相开关换流。

下面采用7段式SVPWM计算寄存器的值。

当参考电压矢量U ref位于第一扇区时，U ref由U4、U6、U0及U7合成，这四个基本矢量的作用时间与开关状态关系如下图：
其中T0=T7=(Ts-T4-T6)/2，如果(T4+T6)>Ts(Ts 为载波周期)，则需等比例调整T4与T6，
'
44666460740s s T T T T T T T T T T T T ⎧=⎪+⎪
⎪'
=
⎨+⎪
⎪==⎪⎩
根据上图可得到三个比较寄存器的值 CompA=T
02f ，CompB= T
02+
T 4
2 f ，CompC= T
2
+T 42
+
T 62
f ，其中f 为比较器脉冲时钟频率，
同理可得到在其它几个扇区时，每个比较寄存器的值： 第二扇区：CompA=(T
02+T 2
2
)f ，CompB= T 02 f ，CompC= T
02+T 22+
T 62
f 第三扇区：CompA=
T 02+
T 2
2
+T 3
2 f ，CompB= T
02 f ，CompC= T
02
+T 22+
T 32
f
第四扇区：CompA= T
02+T 12+
T 3
2 f ，CompB= T
2
+T 1
2 f ，CompC= T
2 f 第五扇区：CompA= T
02+
T 1
2 f ，CompB= T
2
+T 12+
T 5
2 f ，CompC= T
02
f 第六扇区：CompA= T 02 f ，CompB= T
02+
T 42
+
T 5
2
f ，CompC= T
02+T 42
f
根据表1-3，用Tx,Ty 表示相邻两个矢量的作用时间，则三个比较寄存器的值可以写成统一的
形式，如下表所示：
表1-4
5、C语言编程实现
程序代码如下：
void svpwm(float *ptr)
{
int A,B,C,N;
double X,Y,Z,Tx,Ty,T0,Tl,Tm,Th;
if (usbeta>0) A = 1;
else A=0;
if ((1.732051*usalfa-usbeta)>0) B = 1;
else B=0;
if ((-1.732051*usalfa-usbeta)>0) C = 1;
else C=0;
N=A+2*B+4*C;//计算扇区
X=1.732051*usbeta*Ts/udc;
Y=(0.8660*usbeta+1.5*usalfa)*Ts/udc;
Z=(-0.8660*usbeta+1.5*usalfa)*Ts/udc;
switch (N)//各个扇区的作用时间
{
case 1: Tx= Y;Ty=-Z;break;
case 2: Tx=-X;Ty= Y;break;
case 3: Tx= Z;Ty= X;break;
case 4: Tx=-Z;Ty=-X;break;
case 5: Tx= X;Ty=-Y;break;
default: Tx=-Y;Ty= Z;
}
if ((Tx+Ty)>Ts)
{
Tx=Tx*Ts/(Tx+Ty);
Ty=Ty*Ts/(Tx+Ty);
}
T0=(Ts-(Tx+Ty))/4;
Tl=(Ts+Tx-Ty)/4;/*Tl=T0/4+Tx/2*/
Tm=(Ts-Tx+Ty)/4;/*Tm=T0/4+Ty/2*/
Th=(Ts+Tx+Ty)/4;/*Th=T0/4+Ty/2+Ty/2*/
switch (N)//比较寄存器赋值
{
case 1 :*ptr=Tm;*(ptr+1)=T0;*(ptr+2)=Th;break;
case 2 :*ptr=T0;*(ptr+1)=Th;*(ptr+2)=Tm;break;
case 3 :*ptr=T0;*(ptr+1)=Tl;*(ptr+2)=Th;break;
case 4 :*ptr=Th;*(ptr+1)=Tm;*(ptr+2)=T0;break;
case 5 :*ptr=Th;*(ptr+1)=T0;*(ptr+2)=Tl;break;
default :*ptr=Tl;*(ptr+1)=Th;*(ptr+2)=T0;
}
}
程序流程图：。