空间矢量PWMSVPWM控制

主要表现在：SVPWM提高了电压型逆变器的电压利用 率和电动机的动态响应性能，同时还减小了电动机的转 矩脉动等。
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SVPWM 与SPWM 的比较
SVPWM更加直接地控制了交流电动机的旋转磁场，虽然SVPWM不输出三相 平衡PWM波形，但它不仅在静态，甚至在暂态期间都能形成准圆形旋转磁场。
常规的SPWM则将控制重点集中在波形的改进上，以至在不高的开关频率条 件下，难以产生较为完善的正弦波电压，即使开关频率较高，由于电压型变 流器固有的开关死区延时，从而降低了电压利用率，甚至使波形畸变，因而 难以获得更为满意的交流电动机驱动性能。
（c）频谱分布
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方法二：方法二的矢量合成与方法一不同的是，除零 矢量外，V*依次由V1、V2、V1合成，并从V*矢量 中点截出两个三角形，如图a所示。
由图b的PWM开关函数波形分析，一个开关周期 中VSR上桥臂功率开关管共开关4次，且波形对称。
（a）合成
（b）开关函数波形
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PWM谐波分量仍主要分布在开关频率的整数倍频率附近，谐波幅值显然比方 法一有所降低，其频谱分布c所示。
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电压空间矢量V*的几种合成方法
方法一：该方法将零矢量均匀地分布在矢量V*的起、 终点上，然后依次由V1、V2按三角形方法合成，如图 a所示。
从该合成法的开关函数波形(见图b)分析，一个开关 周期中，VSR上桥臂功率开关管共开关4次。
（a） V*合成
（b）开关函数波形
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频谱分布
由于开关函数波形 不对称，因此PWM 谐波分量主要集中 在开关频率fa及2fa， 其频谱分布如图c所 示。显然，在频率fa 处的谐波幅值较大。
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用于VSR直流电流控制中的SVPWM技 术的类型
其一是基于固定开关频率的SVPWM电流控制，即利用同步旋转坐标系(d，q) 中电流调节器输出的空间电压矢量指令，再采用SVPWM使VSR的空间电压矢 量跟踪电压矢量指令，从而达到电流控制的目的；
其二是利用基于滞环电流控制的SVPWM，即利用电流偏差矢量或电流偏差变 化率矢量空间分布给出最佳的电压矢量切换，使电流偏差控制在滞环宽度以 内，这实际上是一种变开关频率的SVPWM。
（a）V*合成
（b）开关函数波形
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PWM谐波仍主要分布在开关频率的整数倍频率附近。 在频率附近处的谐波幅值降低十分明显，其频谱分布如图c所示。
（c）频谱分布 12
6.3.2 三相VSR空间电压矢量 PWM(SVPWM)控制
SVPWM的三相VSR控制则有下列突出优点： (1) 与SPWM控制相比，其三相VSR直流电压利用率提高了15．4%。 (2) 与SPWM控制相比，相同的波形品质条件下，SVPWM控制具有较低的开关频
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2. 空间电压矢量的合成
对于任一给定的空间电压矢量，均可由8条三相VSR空间电压矢量合成，
6条模为的空间电压矢量将复平面均 分成六个扇形区域I～VI对于任一扇 形区域中的电压矢量，均可由该扇 形区两边的VSR空间电压矢量来合成。 如果V*在复平面上匀速旋转，就对 应得到了三相对称的正弦量。 由于开关频率和矢量组合的限制， V*的合成矢量只能以某一步进速度 旋转，从而使矢量端点运动轨迹为 一多边形准圆轨迹。
（c）频谱分布 10
方法三：方法三将零矢量周期分成Leabharlann Baidu段，其中矢量
V*的起、终点上均匀地分布矢量V0，而在矢量V*中 点处分布矢量V7。除零矢量外，矢量V*的合成与方 法二类似，即均以矢量V*中点截出两个三角形，V* 的合成矢量如图a所示。
从开关函数波形(见图b)可以看出，在一个PWM开关 周期，该方法使VSR桥臂功率管开关6次，且波形对 称。
这类SVPWM电流控制方案，因其快速的电流响应和较好的系统鲁棒性，常用 于诸如有源滤波器等要求快速电流响应控制的系统中。
这类控制方案将滞环控制与SVPWM控制有机地结合起来，在取得快速电流响 应的同时，降低了开关频率，提高了系统运行效率。
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1.基于不定频 滞环的SVPWM 电流控制 （原理框图如 图所示）
6.3 VSR空间矢量PWM(SVPWM) 控制
空间矢量PWM(SVPWM)控制策略是依据变流器空间 (电流)矢量切换来控制变流器的一种控制策略。
主要思路在于抛弃了原有的正弦波脉宽调制(SPWM)， 而是采用逆变器空间电压矢量的切换以获得准圆形旋转 磁场，
从而在不高的开关频(1～3kHz)条件下，使交流电动机 获得了较SPWM控制更好的性能，
这类SVPWM电流控制方案，一般用于动态电流响应要求不高的正弦波电流跟 踪控制场合，如高功率因数整流器、无功补偿装置等。
这主要是由于其指令电压矢量受VSR系统及控制滞后扰动的影响，因而不易 取得十分理想的动态电流响应。
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三相VSR SVPWM电流控制类型
2.将滞环控制与SVPWM控制相结合，通过VSR空间电压矢量的实时切换，使 电流误差被限制在一个给定滞环内，从而获得电流的高品质控制。
率，且平均约降低30%，从而有效地降低了功率开关管的开关损耗。 (3) 与SPWM控制相比，SVPWM控制具有更好的动态性能。当采用SVPWM进行
VSR电流控制时，可以根据被跟踪的电流矢量，优化选择三相VSR空间电压矢量进 行PWM电流跟踪控制，
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三相VSR SVPWM电流控制类型
1.通过三相VSR电流环运算获得空间指令电压矢量，然后通过VSR空间电压矢 量的合成，使实际的空间电压矢量逼近指令电压矢量，以达到电流控制的目 的；
这种控制策略是将指令电流 ia*、ib*、i与c* 反馈电流 ia、ib、通i过c 定 环宽的滞环比较单元，输出相应的比较状态值Ba、 Bb、Bc,并通 过对指令电压矢量V*的区域判别，最终由空间电压矢量选择逻辑， 输出一个合适的Vk（k=0，…，7），从而使三相VSR电流跟踪指 令电流。
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6.3.1 SVPWM一般问题讨论 1. 三相VSR空间电压矢量分布
某一开关组合就对应一条空间矢量。该开关组合时的 Va0、Vb0、Vc0即为该空间矢量，在三轴(a，b，c) 上的投影。
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复平面内定义的电压空间矢量
V
2 3
(Va0
Vb0e j2 / 3
Vc0e j2 / 3 )
如果 Va0、是V角b0频、率V为cω0 的三相对称正弦波电压,那么矢量V即为模为相电 压峰值,且以角频率ω按逆时针方向匀速旋转的空间矢量，而空间矢量V在三轴 (a，b，c)上的投影就是对称的三相正弦量。