SVPWM仿真讲解.pdf

电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）是一种先进的逆变器控制技术，它在交流电机驱动系统中被广泛应用，以实现高效、低谐波的输出。SVPWM技术结合了磁链轨迹控制思想，旨在通过精确控制逆变器的开关状态，使电机的磁场轨迹更接近理想的圆形旋转，从而提高系统的性能。 SVPWM的核心在于3S/2S变换，这是一种数学上的处理方式，将三相交流电转换为两相等效的交流电。在三相静止坐标系（3S）和两相静止坐标系（2S）之间进行变换，目的是简化控制系统的设计并优化电机的运行。根据式1-1至式1-5，我们可以看到如何将三相电流au、bu、cu转换为u、v坐标轴上的电流，同时保持磁动势相等，以实现等幅值变换。 逆变器输出的电压空间矢量表展示了所有可能的开关状态组合及其对应的电压值。这些电压矢量可以分为8种状态，每种状态对应于逆变桥中IGBT开关的不同组合。在经过3S/2S变换后，这些矢量被映射到一个二维空间中，形成一个六边形结构，其中非零矢量位于顶点，零矢量位于中心，如图1-3所示。这种分布有助于理解和控制电压合成的过程。 电压空间矢量的合成是SVPWM的关键步骤。在特定的扇区（sector）内，通过适当组合不同矢量的占空比，可以生成所需的目标电压矢量。例如，对于处于第I扇区的输出电压空间矢量，可以通过调整非零矢量和零矢量的作用时间来实现。这涉及到调制比m的计算，它决定了电压矢量的大小和电机磁链的变化，如式1-6至式1-8所示。 扇区切换点的时间确定是SVPWM算法的重要部分，通常使用PWM周期的1/2作为基准，以确保电压矢量的平滑过渡，减少谐波。通过精确计算每个矢量的持续时间，可以确保逆变器输出接近正弦波的电流，同时最大化直流侧电压的利用率，降低电机的发热和转矩脉动。 SVPWM技术是现代交流电机驱动系统中的关键技术，它利用空间矢量的概念来优化逆变器的控制策略，提供高效的电机性能，减少谐波，提高系统的稳定性和效率。这一技术的实施依赖于精确的数学变换和动态的开关状态管理，使其成为现代电力电子和电机控制领域的一个重要研究方向。