SVPWM逆变调制算法浅析

张蕊黄娟周文品王亮熊强

摘要SVPWM作为近年来发展得比较新颖的调制方法，由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成特定开关模式，产生脉宽调制波，能使输出的电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。本文主要对再生制动系统中所使用的SVPWM逆变调制算法进行简单探讨。

关键词逆变SVPWM矢量

1前言

SVPWM作为一种应用较多的调制方法，与SPWM比较，SVPWM直流电压利用率提高了15.4%。因为直流电压利用率的改善，在同样的直流电压下，可改善三相电压型变流器网侧电压构造，从而在一定程度上减小网侧电流，减小网侧与功率管导通时耗损，提高电压型变流器的运行效率。同样的波形质量前提下，SVPWM的开关频率更低，且平均大概减少30%，从而有效地减小了功率管的开关耗损。

2电压源型两电平双IGBT并联拓扑

电压源型逆变器直流侧是用电容平波，具有结构简单、谐波含量少、直流电压比较稳定等优点。

电压源型逆变器直流侧所接电容的损耗较电流源逆变器直流侧所接电抗器损耗小；直流侧的大电容可以提供对功率半导体的过压保护，使其免受输出侧瞬态过压的冲击；当采用PWM方式时，电压源型逆变器的控制更加灵活，响应速度更快

而且，电压源型逆变器通用性强，适用于各种不同要求的负载，设计、生产技术也比较成熟。

电流源型逆变器直流环节用大电感平波，因而直流电流比较稳定。

电流源型逆变器的主要特点有，可以很好地限制输出短路电流，在故障状态下，故障电流的上升率可被直流侧的电感所限制，但电流源型逆变器所接电抗器比起电压源型逆变器直流侧所接电容的损耗大很多；此外，电压谐波及直流侧的电抗器易造成开关器件的过压。

因此，电流源型逆变器只是在一些特殊的“逆变器”中采用，如有源滤波、有源补偿。

3SVPWM调制算法

电压空间矢量法（SpaceVectorPulseWidthModulation，简称SVPWM）又叫磁通正弦PWM法。是将三相电压型逆变器每种可能的开关状态（即000、001、010、011、100、101、110、111，其中0表示下桥臂导通，1表示上桥臂导通）用α、β两相坐标系下的一个点或者从原点出发的一个矢量来表示。

若U2>0，则B=1，否则B=0；

若U3>0，则C=1，否则C=0。

按以上定义可以得出，A、B、C可以构成8种排列，但是从判断扇区的式子可以得出A、B、C不会同时是0或1，所以实际构成6种排列，A、B、C取不一样的数代表不一样的扇区，而且是逐一对应的关系。要区分6种状态，让N=4*C+2*B+A，就能够由表2得出空间电压矢量和所处扇区的对应关系。

用相同的方法，能够获得在别的扇区时，基本矢量作用时间的表达式：

能够获得不同扇区先作用的主矢量TX和后作用的辅矢量TY与X、Y、Z的关系，如表4所示。

三相SVPWM调制仿真模型

5结语

本文选取再生制动中SVPWM调制算法为切入点，依据SVPWM基本原理，并且利用Matlab/Simulink作为仿真软件，建立仿真模型。仿真结果表明，所建立的仿真模型正确，所输出波形规律、整齐，说明了SVPWM调制算法原理简单，运算高效。