电压空间矢量调制 ppt课件
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SVPWM电压矢量控制ppt课件
2 3
(u
A
uBe j
uCe j2
)
13
8个基本空间矢量
PWM逆变器共有8种工作状态
当 SA SB SC 1 0 0
uA
uB
u
C
Ud 2
Ud 2
Ud 2
u1
2 Ud (1 e j e j2 ) 32
2
Ud
j 2
(1 e 3
j 4
e 3
)
32
2 Ud [(1 cos 2 cos 4 ) j(sin 2 sin 4 )]
3
2 Ud (1 j 3) 32
2U 3
d
e
j
3
依此类推，可得8个基本空间矢量 。
15
8个基本空间矢量
6个有效工作矢量
u1 u6
幅值为
2U 3
d
空间互差
3
2个零矢量 u0、u7
16
基本电压空间矢量图
图5-24 基本电压空间矢量图
17
正六边形空间旋转磁场
6个有效工作矢量 u1 u6
顺序分别作用△t时间，并使
SPWM的基波线电压最大幅值为
U' lm m ax
3U d 2
两者之比
U lm max U'
lm m ax
2 1.15 3
SVPWM方式的逆变器输出线电压基波最大 值为直流侧电压，比SPWM逆变器输出电压 最多提高了约15%。
33
SVPWM的实现
通常以开关损耗和谐波分量都较小为 原则，来安排基本矢量和零矢量的作用 顺序，一般在减少开关次数的同时，尽 量使PWM输出波型对称，以减少谐波 分量。
Ud
svpwm空间矢量控制原理课件
03
空间矢量调制波形的生成
通过计算得到各相电压的期望值，然后利用SVPWM算法生成相应的
PWM波形。
SVPWM算法实现
SVPWM算法的基本步骤
首先计算出电压矢量的期望值，然后根据该期望 值计算出相应的扇区，再根据扇区计算出相应的 矢量时间，最后生成相应的PWM波形。
矢量时间的计算
根据扇区数和期望的电压矢量幅值，可以计算出 相应的矢量时间。
THANKS
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05
SVPWM控制策略优化
控制策略改进方法
引入滑模控制
通过设计滑模控制器，实 现SVPWM控制系统的快 速响应和鲁棒性。
优化死区时间
通过调整死区时间的设置 ，减小SVPWM控制过程 中的谐波分量，提高控制 精度。
引入重复控制
将重复控制算法应用于 SVPWM控制系统，减小 稳态误差，提高系统跟踪 性能。
SVPWM空间矢量控制原理课件
目录 CONTENTS
• SVPWM技术概述 • 空间矢量控制原理 • SVPWM实现方式 • SVPWM与PWM对比 • SVPWM控制策略优化 • SVPWM实验与验证
01
SVPWM技术概述
SVPWM定义
SVPWM
Space Vector Pulse Width Modulation的缩写，即空间矢量脉 宽调制技术。
波形生成的实现方式
利用SVPWM算法生成相应的PWM波形，并通 过驱动电路将PWM波形输出到逆变器中，从而 控制各相电压的大小和频率。
波形生成的优点
SVPWM波形生成具有较高的电压输出能力和较 低的谐波畸变率，能够实现精确的电压控制和较 高的功率因数。
电压空间矢量调制
U k 则 在1 3 αU -βd 平S 面a c 上 ，S 三b 电 平2 变S c 换 器U 26 7d 组 开2 c S 关a 状 态S b 所 对S c 应 的空j间3 矢S b 量 如S 图c
所示。
-
在正常情况下，以图中o点为变换器零电位参考点，则三电平电路的 一个桥臂只有UDC/2,0和-UDC/2三种可能输出电压值(或称为电平)，即 每相输出分别有正P、零0、负n三个开关状态。电位参考点，此时每 相桥臂的可能输出电平值表示为U- DC/2,0和-UDC/2，对应的每相输出表
电压空间矢量调制推导过程
电压空间矢量调制
-
电压空间矢量调制推导过程
多电平变换器空间矢量PWM控制由三电平变换器空间矢量PWM控制发展而来，因此 首先介绍三电平空间矢量PWM控制方法。
以交流电机为负载的三相对称系统，当在电机上加三相正弦电压时，电机气隙磁通在。 α-β静止坐标平面上的运动轨迹为圆形。设三相正弦电压瞬时值表达式为
且u s 有 3 2 u a N u bN u cN 2 3 2 u a o u bo u c2 o u s js u
u aN u ao u No
u
bN
ubo
u No
u
bN
u b-o
u No
电压空间矢量调制推导过程
理想的三电平变换器电路的开关模型如图所示，每相桥臂的电路结 构可以简化为一个与直流侧相通的单刀三掷开关S
定义开关变量Sa、Sb、Sc代表各相桥臂的输出状态，则各相电压表示 为
uaU 2 dc Sa,ubU 2 dc Sb,ucU 2 dc Sc
其中
SX为1即第X相输出电平P NhomakorabeaSX为0即第X相输出电平0
所示。
-
在正常情况下，以图中o点为变换器零电位参考点，则三电平电路的 一个桥臂只有UDC/2,0和-UDC/2三种可能输出电压值(或称为电平)，即 每相输出分别有正P、零0、负n三个开关状态。电位参考点，此时每 相桥臂的可能输出电平值表示为U- DC/2,0和-UDC/2，对应的每相输出表
电压空间矢量调制推导过程
电压空间矢量调制
-
电压空间矢量调制推导过程
多电平变换器空间矢量PWM控制由三电平变换器空间矢量PWM控制发展而来，因此 首先介绍三电平空间矢量PWM控制方法。
以交流电机为负载的三相对称系统，当在电机上加三相正弦电压时，电机气隙磁通在。 α-β静止坐标平面上的运动轨迹为圆形。设三相正弦电压瞬时值表达式为
且u s 有 3 2 u a N u bN u cN 2 3 2 u a o u bo u c2 o u s js u
u aN u ao u No
u
bN
ubo
u No
u
bN
u b-o
u No
电压空间矢量调制推导过程
理想的三电平变换器电路的开关模型如图所示，每相桥臂的电路结 构可以简化为一个与直流侧相通的单刀三掷开关S
定义开关变量Sa、Sb、Sc代表各相桥臂的输出状态，则各相电压表示 为
uaU 2 dc Sa,ubU 2 dc Sb,ucU 2 dc Sc
其中
SX为1即第X相输出电平P NhomakorabeaSX为0即第X相输出电平0
电力电子技术【王兆安第五版】第6章PWM控制补充技术PPT课件
6.4 电压空间矢量脉宽调制方法
引言 6.4.1 180o导通模式下的逆变器电压空间矢量 6.4.2 三相对称交流量空间矢量定义 6.4.3 电机磁链空间矢量与电压矢量的关系 6.4.4 六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场 6.4.5 电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制 小结 本节习题
6.4 电压空间矢量脉宽调制方法• 引言
如果定义电压空间矢量 U s 为：
为何有此 定义？
U s2 3(U U NU V Nej2 3U W Nej4 3)
则根据前述六拍阶梯波工作模式下的6种工作状态， 可以分别推导得出6个电压空间矢量： Us1, Us2, Us3, Us4, Us5和Us6； Us7和Us8幅值为零，称为零电压矢量，简称零矢量
☺如果对准这一目标，把逆变器和交流电动机视为一体，
按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，其效果应 该更好。这种控制方法称作“磁链跟踪控制”，接下来 的讨论将表明，磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间 矢量得到的，所以又称“电压空间矢量PWM（SVPWM， Space Vector PWM）控制”。这是一种在80年代提出， 现在得到广泛应用的三相逆变器PWM控制方法。
开关状态表
序号
开关状态
1 VT6 VT1 VT2
2
VT1 VT2 VT3
2
VT2 VT3 VT4
4
VT3 VT4 VT5
5
VT4 VT5 VT6
6
VT5 VT6 VT1
7
VT2 VT4 VT6
8
VT1 VT3 VT5
开关代码 100 110 010 011 001 101 000 111
开关代码：表示三相桥臂输出状态； 1—上管导通，下管关断，桥臂输出高电平 0—下管导通，上管关断，桥臂输出低电平
电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术
的应用场景
高压直流输电（HVDC）
适用于高压直流输电系统的电压调节 和电流控制。
电机控制
用于无刷直流电机（BLDC）、永磁 同步电机（PMSM）等电机的控制。
不间断电源（UPS）
用于不间断电源系统的电压调节和能 量转换。
智能电网
用于智能电网中的分布式电源接入和 能量调度。
电压空间矢量PWM(SVPWM)的特点
高电压输出
高效节能
易于数字化实现
降低谐波干扰
能够实现高电压的输出， 适用于高压直流输电
（HVDC）等应用场景。
通过优化PWM脉冲宽度 和角度，实现更高的电 压输出和更低的损耗。
基于数字信号处理（DSP）等 数字技术，实现SVPWM算法
的快速计算和控制。
通过优化PWM脉冲的形 状和角度，降低对电网
电磁干扰
SVPWM控制技术产生的 电磁干扰较小，对周围环 境的影响较小。
04
电压空间矢量 PWM(SVPWM)控制优 化策略
电压空间矢量分配优化
考虑电机参数
根据电机的具体参数，如电感、 电阻等，优化电压空间矢量的分 配，以提高控制精度和响应速度。
降低谐波影响
通过优化电压空间矢量的分配，降 低PWM控制过程中产生的谐波， 减小对电机和整个系统的负面影响。
电压空间矢量 PWM(SVPWM) 控制技术
目录
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)技 术概述
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制算法
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制性能分析
目录
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制优化策略
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制技术发展趋势
电流输出精度
高压直流输电（HVDC）
适用于高压直流输电系统的电压调节 和电流控制。
电机控制
用于无刷直流电机（BLDC）、永磁 同步电机（PMSM）等电机的控制。
不间断电源（UPS）
用于不间断电源系统的电压调节和能 量转换。
智能电网
用于智能电网中的分布式电源接入和 能量调度。
电压空间矢量PWM(SVPWM)的特点
高电压输出
高效节能
易于数字化实现
降低谐波干扰
能够实现高电压的输出， 适用于高压直流输电
（HVDC）等应用场景。
通过优化PWM脉冲宽度 和角度，实现更高的电 压输出和更低的损耗。
基于数字信号处理（DSP）等 数字技术，实现SVPWM算法
的快速计算和控制。
通过优化PWM脉冲的形 状和角度，降低对电网
电磁干扰
SVPWM控制技术产生的 电磁干扰较小，对周围环 境的影响较小。
04
电压空间矢量 PWM(SVPWM)控制优 化策略
电压空间矢量分配优化
考虑电机参数
根据电机的具体参数，如电感、 电阻等，优化电压空间矢量的分 配，以提高控制精度和响应速度。
降低谐波影响
通过优化电压空间矢量的分配，降 低PWM控制过程中产生的谐波， 减小对电机和整个系统的负面影响。
电压空间矢量 PWM(SVPWM) 控制技术
目录
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)技 术概述
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制算法
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制性能分析
目录
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制优化策略
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制技术发展趋势
电流输出精度
电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术共49页
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
49
电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技 术
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
第二章之二 PWM控制
2.3
PWM控制基础
随着自关断型电力电子器件（如GTO、 GTR、IGBT、MOSFET等）、微电子技术 及微计算机技术的发展，采用脉宽调制 （PWM）控制技术的变频调速器蓬勃发展 起来。PWM变频器基本解决了常规六脉波 变频器中存在的问题，成为现代交流调速 技术发展最快的一个领域。
PWM控制基础
2. PWM变频器
VT1 ~ C
VT3
VT5 A B M C 3~
Ud
VT4 VT6 VT2
(a)
图2-18 PWM变频器的原理图 (a) 主电路
2.3
PWM控制基础
ura
参考信 号发生 器 − urb
ud
a
ud
b
−
urc
驱动VT1~VT6
2.3
PWM控制基础
恒压恒频 (CVCF)
中间直流环节
变压变频 (VVVF)
DC AC ~ 50Hz
C PWM 逆变器
AC
调压调频
交-直-交PWM变压变频器
2.3
PWM控制基础
u
1. PWM控制原理
在采样 控制理 论中
有一个重要的结论：
a)
u
ur uc
O
t
uo Ud
uo f
uo
O -Ud 图6-6
t
使开关器件难以承受。
2.3
PWM控制基础
u u rU uc u rV u rW
同步调制 三相PWM 波形
O
t
u UN'
Ud 2 U - d 2
0
t
u VN'
0 t
空间矢量脉宽调制SVPWM技术原理及实现课程作业PPT课件
个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。电机
理想的供电电压为三相对称正弦波，设线电压Vdc，相电压表示式如
下
:
根据合成电压矢量公式 由上面的式子可得
第3页/共10页
从(5)式可以看出，合成电压矢量是一个随时间变化、幅值一定 的圆形磁场，而磁场是电压的积分，因此产生的磁场也是一个圆形的 旋转磁场，图3为逆变器简化的拓扑图，定义三个开关函数sa，sb， sc，用1代表1个桥臂的上桥臂导通，用0代表1个桥臂的下桥臂导通。 则对于180°导通型逆变器来说，三相桥臂的开关有8个导通状态，包 括6个非零矢量和2个零矢量。
第2页/共10页
SVPWM控制方法简介
SVPWM的主要思想是:以三相对称正弦波电压供电时三相对称电
动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适
当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准
确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调
频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一
备了条件，先进的SVPWM技术在此环境下应运而生。 变频器的SVPWM算法与其拓扑结构有着密切的联系，因此必须根据变频器
拓扑结构的不同，选取相应的控制算法。 通过课堂学习和在网上查阅资料，本文对空间矢量脉宽调制（SVPWM）技
术原理及实现进行简要概述。
第1页/共10页
SVPWM原理
SVPWM将逆变器和电动机看成一个整体，建立逆变器开关模式和 电机电压空间矢量的内在联系，通过控制逆变器的开关模式，使电 机的定子电压空间矢量沿圆形轨迹运动，从而明显降低转矩脉动， 与传统的SPWM相比，其开关器件的开关次数可以减少1/3，直流电 压的利用率可提高百分之15，能获得较好的谐波抑制效果，且易于 实现数字化控制。常用的三相电压源逆变主电路结构下图所示。
SVPWM电压矢量控制讲课文档
合成空间矢量表示的定子电压方程式
us
Rsis
dψs dt
忽略定子电阻压降，定子合成电压与合成磁链空 间矢量的近似关系为
us
dψ s dt
或 ψs usdt
第十一页，共46页。
电压与磁链空间矢量的关系
当电动机由三相平衡正弦电压供电时，电动 机定子磁链幅值恒定，其空间矢量以恒速旋
转，磁链矢量顶端的运动轨迹呈圆形（简称
为磁链圆）。
定子磁链矢量
ψs
ej(1t)
s
定子电压矢量
us
d dt
(
e ) j(1t)
s
j e e j(1t) 1s
j(1t2)
1s
第十二页，共46页。
电压与磁链空间矢量的关系
图5-22 旋转磁场与电压空间矢量
的运动轨迹
第十三页，共46页。
图5-23 电压矢量圆轨迹
电压空间矢量
直流电源中点O’和交流电动机中点O的电位不等，
is、
i
。
空间矢量表达式
考虑到
iAOiBOiCO0
2 3
p '= 3 2k2(u A O iA O u B O iB O u C O iC O )3 2k2p
三相瞬时功率 p = u A O iA O u B O iB O u C O iC O
按空间矢量功率与三相瞬时功率相等的原则
正六边形空间旋转磁场
图5-25 定子磁链矢量增量
第二十一页，共46页。
定子磁链矢量的运动轨迹为
ψs(k1)ψs(k)ψs(k) ψs(k)us(k)t
正六边形空间旋转磁场
在一个周期内，6个
有效工作矢量顺序作 用一次，定子磁链矢 量是一个封闭的正六 边形。
《空间电压矢量》课件
详细描述
无刷直流电机具有高效率、长寿命和低维护 的特点，通过空间电压矢量控制，可以更精 确地调节其速度和转矩，从而实现高精度的 速度和位置控制。这种方法特别适用于需要 高动态性能的应用，如电动车辆和无人机等 。
05 空间电压矢量在电力电子 系统中的应用
不间断电源系统
不间断电源系统的组成
不间断电源系统主要由整流器、逆变器和蓄 电池组成。整流器将交流电转换为直流电， 逆变器将直流电转换为交流电，蓄电池则作 为备用电源。
规范技术的研发和应用。
03
拓展应用领域
未来可以进一步拓展空间电压矢量的应用领域，如电动汽车充电、分布
式发电系统等，发挥其在节能减排、提高能源利用效率等方面的优势。
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感谢您的观看
空间电压矢量
目 录
• 空间电压矢量概述 • 空间电压矢量的基本原理 • 空间电压矢量控制策略 • 空间电压矢量在电机控制中的应用 • 空间电压矢量在电力电子系统中的应用 • 空间电压矢量的研究现状与展望
01 空间电压矢量概述
定义与特点
定义
空间电压矢量是一种用于描述三相电压的数学方法，通过将三相电压表示为一 个二维或三维矢量图中的矢量，可以方便地分析三相电压的幅值、相位和波形 。
电机控制
空间电压矢量在电机控制领域应用广泛，如交流异步电机、永磁同 步电机等，可以实现高精度的转矩控制和速度控制。
空间电压矢量的优势与局限性
优势
空间电压矢量具有直观、精确、 易于实现等优点，能够广泛应用 于电力系统的分析、控制和优化 。
局限性
空间电压矢量需要精确测量三相 电压，对传感器精度要求较高， 且在某些情况下可能存在计算复 杂度较高的问题。
SVPWM电压矢量控制
32Umej1t Usej1t
空间矢量表达式
以电源角频率为角速度作恒速旋转的空 间矢量，幅值
Us
3 2U m
在三相平衡正弦电压供电时，若电动机转 速已稳定，则定子电流和磁链的空间矢量 的幅值恒定，以电源角频率为电气角速度 在空间作恒速旋转。
电压与磁链空间矢量的关系
合成空间矢量表示的定子电压方程式
零矢量集中的实现方法
图5-29 零矢量集中的SVPWM实现
零矢量分散的实现方法
将零矢量平均分为4份，在开关周期的 首、尾各放1份，在中间放两份。 将两个基本电压矢量的作用时间平分 为二后，插在零矢量间。 按开关次数最少的原则选择矢量。
零矢量分散的实现方法
图5-30 零矢量分布的SVPWM实现
零矢量分散的实现方法
在一个开关周期 T0
u 2 的作用时间 t 2
u 1 的作用时间 t 1
合成电压矢量
us
t1 T0
u1
t2 T0
u2
t1 T0
2
U 3
d
t2 T0
2U 3
d
e
j
3
图5-28 期望输出电压矢量的合成
期望电压空间矢量的合成
由正弦定理可得
t1 T0
23Ud
sin( )
t2 T0
23Ud
sin
us
sin 2
两者之比
Ulmmax 2 1.15
U' lmmax
3
SVPWM方式的逆变器输出线电压基波最大 值为直流侧电压，比SPWM逆变器输出电压 最多提高了约15%。
SVPWM的实现
通常以开关损耗和谐波分量都较小为 原则，来安排基本矢量和零矢量的作用 顺序，一般在减少开关次数的同时，尽 量使PWM输出波型对称，以减少谐波 分量。
空间矢量表达式
以电源角频率为角速度作恒速旋转的空 间矢量，幅值
Us
3 2U m
在三相平衡正弦电压供电时，若电动机转 速已稳定，则定子电流和磁链的空间矢量 的幅值恒定，以电源角频率为电气角速度 在空间作恒速旋转。
电压与磁链空间矢量的关系
合成空间矢量表示的定子电压方程式
零矢量集中的实现方法
图5-29 零矢量集中的SVPWM实现
零矢量分散的实现方法
将零矢量平均分为4份，在开关周期的 首、尾各放1份，在中间放两份。 将两个基本电压矢量的作用时间平分 为二后，插在零矢量间。 按开关次数最少的原则选择矢量。
零矢量分散的实现方法
图5-30 零矢量分布的SVPWM实现
零矢量分散的实现方法
在一个开关周期 T0
u 2 的作用时间 t 2
u 1 的作用时间 t 1
合成电压矢量
us
t1 T0
u1
t2 T0
u2
t1 T0
2
U 3
d
t2 T0
2U 3
d
e
j
3
图5-28 期望输出电压矢量的合成
期望电压空间矢量的合成
由正弦定理可得
t1 T0
23Ud
sin( )
t2 T0
23Ud
sin
us
sin 2
两者之比
Ulmmax 2 1.15
U' lmmax
3
SVPWM方式的逆变器输出线电压基波最大 值为直流侧电压，比SPWM逆变器输出电压 最多提高了约15%。
SVPWM的实现
通常以开关损耗和谐波分量都较小为 原则，来安排基本矢量和零矢量的作用 顺序，一般在减少开关次数的同时，尽 量使PWM输出波型对称，以减少谐波 分量。
空间电压矢量调制SVPWM技术详解
空间电压矢量调制 SVPWM 技术详解
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。
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
0 1
三相波形图
Ts 1 1 1 1 1 0
Ⅰ区（0°≤θ≤60°）
…0-4-6-7-7-6-4-0…
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
T0/2
T4/2
T6/2
T7/2
T7/2
T6/2
T4/2
T0/2
Ts 0 0 1 1 1 1 0 0
Ⅱ区（60°≤θ≤120°）
…0-2-6-7-7-6-2-0…
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
T0/2
T2/2
T6/2
T7/2
T7/2
T6/2
T2/2
T0/2
Ts 0 0 0 1 1 0 0 0
Ⅲ区（120°≤θ≤180°）
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。
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
0 1
三相波形图
Ts 1 1 1 1 1 0
Ⅰ区（0°≤θ≤60°）
…0-4-6-7-7-6-4-0…
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
T0/2
T4/2
T6/2
T7/2
T7/2
T6/2
T4/2
T0/2
Ts 0 0 1 1 1 1 0 0
Ⅱ区（60°≤θ≤120°）
…0-2-6-7-7-6-2-0…
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
T0/2
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Ⅲ区（120°≤θ≤180°）
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ua Um sin(t) ub Um sin(t 2 /3) uc Um sin(t 2 /3)
则它们对应的空间电压u矢量3 2定u义a为ub2uc
电压空间矢量调制
电压空间矢量调制推导过程
设此时逆变器输出端电压为Uan，Ubn，Ucn，电动机上的相电压为Uao， Ubo，Uco，电动机中性点对逆变器参考点电压为UNo，也就是零序电 压。这里N为电机中性点，O为逆变器直流侧零电位参考点，此时， 前述电机的定子电压空间矢量为
定义开关变量Sa、Sb、Sc代表各相桥臂的输出状态，则各相电压表示 为
uaU 2 dc Sa,ubU 2 dc Sb,ucU 2 dc Sc
其中
SX为1即第X相输出电平P
ห้องสมุดไป่ตู้
SX为0即第X相输出电平0
SX为-1即第X相输出电平N
这里X为a，b和c
电压空间矢量调制
电压空间矢量调制
电压空间矢量调制
电压空间矢量调制
电压空间矢量调制推导过程
多电平变换器空间矢量PWM控制由三电平变换器空间矢量PWM控制发展而来，因此 首先介绍三电平空间矢量PWM控制方法。
以交流电机为负载的三相对称系统，当在电机上加三相正弦电压时，电机气隙磁通在。 α-β静止坐标平面上的运动轨迹为圆形。设三相正弦电压瞬时值表达式为
且u s 有 3 2 u a N u bN u cN 2 3 2 u a o u bo u c2 o u s js u
u aN u ao u No
u
bN
ubo
u No
u u u bN 电压空间bo矢量调制 No
电压空间矢量调制推导过程
理想的三电平变换器电路的开关模型如图所示，每相桥臂的电路结 构可以简化为一个与直流侧相通的单刀三掷开关S
在正常情况下，以图中o点为变换器零电位参考点，则三电平电路的 一个桥臂只有UDC/2,0和-UDC/2三种可能输出电压值(或称为电平)，即 每相输出分别有正P、零0、负n三个开关状态。电位参考点，此时每 相桥臂的可能输出电平值表示电压为空间U矢D量C调/2制,0和-UDC/2，对应的每相输出表
电压空间矢量调制推导过程
则它们对应的空间电压u矢量3 2定u义a为ub2uc
电压空间矢量调制
电压空间矢量调制推导过程
设此时逆变器输出端电压为Uan，Ubn，Ucn，电动机上的相电压为Uao， Ubo，Uco，电动机中性点对逆变器参考点电压为UNo，也就是零序电 压。这里N为电机中性点，O为逆变器直流侧零电位参考点，此时， 前述电机的定子电压空间矢量为
定义开关变量Sa、Sb、Sc代表各相桥臂的输出状态，则各相电压表示 为
uaU 2 dc Sa,ubU 2 dc Sb,ucU 2 dc Sc
其中
SX为1即第X相输出电平P
ห้องสมุดไป่ตู้
SX为0即第X相输出电平0
SX为-1即第X相输出电平N
这里X为a，b和c
电压空间矢量调制
电压空间矢量调制
电压空间矢量调制
电压空间矢量调制
电压空间矢量调制推导过程
多电平变换器空间矢量PWM控制由三电平变换器空间矢量PWM控制发展而来，因此 首先介绍三电平空间矢量PWM控制方法。
以交流电机为负载的三相对称系统，当在电机上加三相正弦电压时，电机气隙磁通在。 α-β静止坐标平面上的运动轨迹为圆形。设三相正弦电压瞬时值表达式为
且u s 有 3 2 u a N u bN u cN 2 3 2 u a o u bo u c2 o u s js u
u aN u ao u No
u
bN
ubo
u No
u u u bN 电压空间bo矢量调制 No
电压空间矢量调制推导过程
理想的三电平变换器电路的开关模型如图所示，每相桥臂的电路结 构可以简化为一个与直流侧相通的单刀三掷开关S
在正常情况下，以图中o点为变换器零电位参考点，则三电平电路的 一个桥臂只有UDC/2,0和-UDC/2三种可能输出电压值(或称为电平)，即 每相输出分别有正P、零0、负n三个开关状态。电位参考点，此时每 相桥臂的可能输出电平值表示电压为空间U矢D量C调/2制,0和-UDC/2，对应的每相输出表
电压空间矢量调制推导过程