svpwm二电平逆变器.pdf

空间电压矢量调制（SVPWM）技术是一种先进的控制策略，广泛应用于电力电子设备，特别是三相二电平逆变器中，以优化电机驱动系统的性能。SVPWM的主要目标是生成接近正弦波形的输出电流，减少谐波含量，提高电机运行效率和转矩质量。 SVPWM的核心理念基于平均值等效原理，通过精心设计的开关模式，使得在每个开关周期内，逆变器输出的电压矢量的平均值等于目标电压矢量。这一过程涉及到逆变器的六个功率开关元件，它们在不同的时间组合下工作，产生不同的电压矢量，以逼近理想磁链轨迹。 在SVPWM中，电压矢量被分为六个非零矢量和两个零矢量，非零矢量的幅值为2Udc/3，角度间隔60°，零矢量位于中心，幅值为零。逆变器的三相输出电压UA、UB、UC在空间上形成一个旋转的矢量U(t)，其幅值为1.5倍的相电压峰值Um，以角频率ω=2πf匀速旋转。通过控制各电压矢量的作用时间，可以使得合成的电压空间矢量尽可能接近理想圆形轨迹。 具体实施时，利用开关函数Sx（x=a、b、c）来表示各相桥臂的开关状态，Sx=1表示上桥臂导通，0表示下桥臂导通。根据不同的开关组合，可以得到8种可能的电压空间矢量，包括6个非零矢量（U1-U6）和2个零矢量（U0和U7）。每种组合对应不同的相电压和线电压，可以通过解析计算或查表得到。 在每个扇区内，SVPWM选择相邻的两个非零矢量和零矢量，根据伏秒平衡原则来合成期望的电压矢量。这一原则保证了在每个开关周期内，合成电压矢量的积分效果等于期望电压矢量的积分效果。通过调整非零矢量和零矢量的作用时间，可以精确控制输出电压矢量的形状和大小，从而实现对电机电流的精确控制。 SVPWM的优势在于降低了电机转矩脉动，提高了电机运行的平稳性，同时提高了直流母线电压的利用率，减少了谐波影响，简化了数字控制的实现。在实际应用中，SVPWM技术常用于电动汽车、工业自动化和风力发电等领域的高性能电机控制系统。 SVPWM是现代电力电子技术中的一个重要组成部分，它通过优化电压空间矢量的调制，实现了高效、低谐波的三相交流电机控制，对于提升电力系统性能具有重要意义。