SVPWM的原理講解

1、1'iTt浙江海得新能源有限公司1 空間電壓矢量調(diào)制SVPWM技術(shù)SVPWM是近年發(fā)展的一種比較新穎的控制方法，是由三相功率 逆變器的六個(gè)功率開關(guān)元件組成的特定開關(guān)模式產(chǎn)生的脈寬調(diào)制波， 能夠使輸出電流波形盡可能接近于理想的正弦波形?？臻g電壓矢量PWM與傳統(tǒng)的正弦PW不同，它是從三相輸出電壓的整體效果出發(fā)， 著眼于如何使電機(jī)獲得理想圓形磁鏈軌跡。svpwMfe術(shù)與spw相比較，繞組電流波形的諧波成分小，使得電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)降低，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)更逼近圓形，而且使直流母線電壓的利用率有了很大提高， 且更易于 實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。下面將對(duì)該算法進(jìn)行詳細(xì)分析闡述。1.1 SVPWM基本原理SVPW啲理論基礎(chǔ)是平

2、均值等效原理，即在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)通過 對(duì)基本電壓矢量加以組合，使其平均值與給定電壓矢量相等。 在某個(gè) 時(shí)刻，電壓矢量旋轉(zhuǎn)到某個(gè)區(qū)域中，可由組成這個(gè)區(qū)域的兩個(gè)相鄰的 非零矢量和零矢量在時(shí)間上的不同組合來得到。兩個(gè)矢量的作用時(shí)間在一個(gè)采樣周期內(nèi)分多次施加，從而控制各個(gè)電壓矢量的作用時(shí)間， 使電壓空間矢量接近按圓軌跡旋轉(zhuǎn)，通過逆變器的不同開關(guān)狀態(tài)所產(chǎn) 生的實(shí)際磁通去逼近理想磁通圓，并由兩者的比較結(jié)果來決定逆變器 的開關(guān)狀態(tài)，從而形成PWM波形。逆變電路如圖2-8示。設(shè)直流母線側(cè)電壓為Ude,逆變器輸出的三相相電壓為 UA UB UC其分別加在空間上互差120°的三相平面靜止坐標(biāo)系上，可以定

3、 義三個(gè)電壓空間矢量UA(t)、UB(t)、UC(t)，它們的方向始終在各相的軸線上，而大小則隨時(shí)間按正弦規(guī)律做變化，時(shí)間相位互差120° 假設(shè)Un為相電壓有效值，f為電源頻率，則有:(2-27)UA(t)=UmCOS®U B(t) =U mcos(r -27 /3)Uc(t) =U mcos(v 2二 /3)其中，=2二ft，貝卩三相電壓空間矢量相加的合成空間矢量U(t)就可以表示為：Us 二Ua UBej2" Ucej4二/3 =3UmeZ(2-28 )2可見U(t)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的空間矢量，它的幅值為相電壓峰值的1.5倍,Um為相電壓峰值，且以角頻率3 =2n

4、f按逆時(shí)針方向勻速旋轉(zhuǎn)的空間 矢量，而空間矢量U(t)在三相坐標(biāo)軸(a, b, c) 上的投影就是對(duì)稱 的三相正弦量。圖2-8逆變電路第3頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司由于逆變器三相橋臂共有6個(gè)開關(guān)管，為了研究各相上下橋臂不同開 關(guān)組合時(shí)逆變器輸出的空間電壓矢量，特定義開關(guān)函數(shù)Sx ( x = ab、c)為:彳上橋臂導(dǎo)通 Sx = Q下橋臂導(dǎo)通(2-30)(Sa、Sb Sc)的全部可能組合共有八個(gè)，包括6個(gè)非零矢量Ul(001)、U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110)、和兩個(gè)零矢量UO(OOO)、U7(111)，下面以其中一 種開關(guān)

5、組 合為 例分 析，假設(shè)Sx ( x= a、b、c)= (100)，此時(shí)ab=UdMjQUcaUdcUaN UbN = UdoUaN Uc UdcUaN U)N Ucn = Q(2-3Q)求解上述方程可得：Uan二2Ud /3、UbN=-U d/3、UcN=-Ud /3。同理可計(jì)算出其它各種組合下的空間電壓矢量，列表如下：表2-1開關(guān)狀態(tài)與相電壓和線電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系SaSbSc矢量符號(hào)線電壓相電壓UabUbcUcaUaNUbNUcNQQQUQQQQQQQ1QQU4UdcQ-Udcd3 dc-Ju d3 dc-J Ud3 dc11QU6QUdc-Udc1U dc313Udc2 U dc3Q1QU2

6、-UdcUdcQ1 Ud3 dc23Udc1 Ud3 dcQ11U3-UdcQ-Udc2U dc3"Udc31L UdC3001U10-UdcUdc1_3Udc13Udc2 刖dc101U5Udc-Udc01 -Udc32 U dc3-Udc3111U7000000圖2-9給出了八個(gè)基本電壓空間矢量的大小和位置第6頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司圖2-9電壓空間矢量圖其中非零矢量的幅值（相電壓幅值）相同（模長(zhǎng)為2Udc/3），相鄰 的矢量間隔為60°,而兩個(gè)零矢量幅值為零，位于中心。在每一個(gè) 扇區(qū)，選擇相鄰的兩個(gè)電壓矢量以及零矢量，按照伏秒平衡的原則 來合

7、成每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的任意電壓矢量，即：或者等效成下式:(2-31)第#頁共23頁卜i TE 浙江海得新能源有限公司Uref*Ux*Tx Uy*Ty U°*T)(2-32)其中，Uref為期望電壓矢量；T為采樣周期；Tx、Ty、T0分別 為對(duì)應(yīng)兩個(gè)非零電壓矢量 Ux、Uy和零電壓矢量U 0在一個(gè)采樣周期內(nèi)的作用時(shí)間；其中U0包括了 U0和U7兩個(gè)零矢量。式（2-32） 的意義是，矢量Uref在T時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的積分效果值和 Ux、Uy、 U 0分別在時(shí)間Tx、Ty、T0內(nèi)產(chǎn)生的積分效果相加總和值相同。由于三相正弦波電壓在電壓空間向量中合成一個(gè)等效的旋轉(zhuǎn)電壓，其旋轉(zhuǎn)速度是輸入電源角頻率，等效旋轉(zhuǎn)

8、電壓的軌跡 將是如圖2-9所示的圓形。所以要產(chǎn)生三相正弦波電壓，可以利用以上電壓向 量合成的技術(shù)，在電壓空間向量上，將設(shè)定的電壓向量由U4（100）位置開始，每一次增加一個(gè)小增量，每一個(gè)小增量設(shè)定電壓向量可以用 該區(qū)中相鄰的兩個(gè)基本非零向量與零電壓向量予以合成，如此所得到 的設(shè)定電壓向量就等效于一個(gè)在電壓空間向量平面上平滑旋轉(zhuǎn)的電 壓空間向量，從而達(dá)到電壓空間向量脈寬調(diào)制的目的1.2 SVPWM法則推導(dǎo)三相電壓給定所合成的電壓向量旋轉(zhuǎn)角速度為 3 =2n f ,旋轉(zhuǎn)一周 所需的時(shí)間為T =1/ f ;若載波頻率是fs ，則頻率比為R = f s / f。這樣將電壓旋轉(zhuǎn)平面等切割成 R個(gè)小增量（

9、表示電壓合成矢量旋 轉(zhuǎn)一個(gè)周期對(duì)應(yīng)的時(shí)間為 R個(gè)Tc,而Tc為采樣周期，時(shí)間不變，則 知R越大，電壓合成矢量旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間越長(zhǎng)， 即調(diào)制波f的頻率越 低）,亦即設(shè)定電壓向量每次增量的角度是：丫 =2 n / R =2 n f/fs=2 n Ts/T。今假設(shè)欲合成的電壓向量 Uref在第I區(qū)中第一個(gè)增量的位置，如圖2-10所示，欲用U4、U6 U0及U7合成，用平均值等效 可得：Uref*Tz=U 4*T4 +U 6*T6 。圖2-10 電壓空間向量在第I區(qū)的合成與分解在兩相靜止參考坐標(biāo)系（a , B ）中，令Uref和U4間的夾角是0 , 由正弦定理可得（2-33 ）% |COS嚴(yán)|6|嚴(yán)叫3

10、&。軸TsTs3T|Uref |sin6 |U6 |sin軸lTs3因?yàn)閨U 4 |=|U 6|= 2/3Udc （相電壓幅值），到各矢量的狀態(tài)保持 時(shí)間為：雋=3UefJcos旦刪舫Ts 2Ud2UdT 6 _ 3 |Uref | sin 71Ts = Ud第9頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司即:T4=mTssn-e) 人=mT, sinO(2-34)式中m為SVPWM調(diào)制系數(shù)（調(diào)制比），m=J3|Uref |Ud而零電壓向量所分配的時(shí)間為:T7二T0=（TS-T4-T6）/2（ 2-35）或者 T7 =（TS-T4-T6 ）（ 2-36）得到以U4、U6 U7及U

11、0合成的Uref的時(shí)間后，接下來就 是如何產(chǎn)生實(shí)際的脈寬調(diào)制波形。在SVPW碉制方案中，零矢量的選擇是最具靈活性的，適當(dāng)選擇零矢量，可最大限度地減少開關(guān)次數(shù) 盡可能避免在負(fù)載電流較大的時(shí)刻的開關(guān)動(dòng)作，最大限度地減少開關(guān) 損耗。一個(gè)開關(guān)周期中空間矢量按分時(shí)方式發(fā)生作用，在時(shí)間上構(gòu)成一 個(gè)空間矢量的序列，空間矢量的序列組織方式有多種， 按照空間矢量 的對(duì)稱性分類，可分為兩相開關(guān)換流與三相開關(guān)換流。下面對(duì)常用的 序列做分別介紹。1.2.1 7 段式 SVPWM我們以減少開關(guān)次數(shù)為目標(biāo)，將基本矢量作用順序的分配原則選定為：在每次開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，只改變其中一相的開關(guān)狀態(tài)。并且對(duì)零矢量在時(shí)間上進(jìn)行了平均分

12、配，以 使產(chǎn)生的PWM對(duì)稱，從而有效 地降低PWM的諧波分量。當(dāng)U4(100)切換至UO(OOO)時(shí)，只需改變A 相上下一對(duì)切換開關(guān)，若由 U4(100)切換至U7(111)則需改變B、C 相上下兩對(duì)切換開關(guān)，增加了一倍的切換損失。因此要改變電壓向量U4(100)、U2(010)、U1(001)的大小，需配合零電壓向量 U0(000)， 而要改變U6(110)、U3(011)、U5(101)，需配合零電壓向量U7(111)。這樣通過在不同區(qū)間內(nèi)安排不同的開關(guān)切換順序，就可以獲得對(duì)稱的輸出波形，其它各扇區(qū)的開關(guān)切換順序如表 2-2所示。S表2-2 Uref所在的位置和開關(guān)切換順序?qū)φ招騏REF所

13、在的位置 開關(guān)切換順序三相波形圖I 區(qū)(0 ° w B W "區(qū)(60° w 0 w120°)0-2-6-7-7-6-2-060°)0-4-6-7-7-6-4-0第11頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司Ts1"T"1000 11 1100011L|01 11 11 |1101iI00111 11001111111 1 1 1 1 T0/U«_T2/a. T3UT7/3b T7/IIIIT3/ T2/2.U*.T0J1i1-I皿區(qū)(120°w 0 w 180°)0-2-3-7-7-

14、3-2-0第#頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司所示，圖中電壓向量出現(xiàn)的先后順序?yàn)?U0、U4 U6 U7、U7、U6 U4、U0,各電壓向量的三相波形則與表 2-2中的開關(guān)表示符號(hào)相對(duì) 應(yīng)。再下一個(gè)TS時(shí)段，Uref的角度增加一個(gè)丫，利用式(2-33) 可以重新計(jì)算新的TO、T4、T6及T7值，得到新的合成三相類似(3-4 )所示的三相波形；這樣每一個(gè)載波周期TS就會(huì)合成一個(gè)新的 矢量，隨著B的逐漸增大，Uref將依序進(jìn)入第I、"、皿、W、V、 W區(qū)。在電壓向量旋轉(zhuǎn)一周期后，就會(huì)產(chǎn)生 R個(gè)合成矢量。1.2.2 5 段式 SVPWM對(duì)7段而言，發(fā)波對(duì)稱，諧波含量較小，

15、但是每個(gè)開關(guān)周期有6次開關(guān)切換，為了進(jìn)一步減少開關(guān)次數(shù)，采用每相開關(guān)在每個(gè)扇區(qū)狀 態(tài)維持不變的序列安排，使得每個(gè)開關(guān)周期只有3次開關(guān)切換，但是 會(huì)增大諧波含量。具體序列安排見下表。第13頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司第14頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司表2-3 UREF所在的位置和開關(guān)切換順序?qū)φ招騏REF所在的位置開關(guān)切換順序三相波形圖4-6-7-7-6-4 Ts60°)11111 1I T4/2 . “ T6/2 , T7/2 . 一 T7/2 一 . T6/2T4/2 ,+ "區(qū)(60°< 0 <120

16、°)皿區(qū)(120°< 0 <180°)1¥區(qū)(180°< 0 <240 °)2-6-7-7-6-22-3-7-7-3-21-3-7-7-3-1Ts1111m_T2/_T6/m_T7/Um_T7/«_T6/-1T2/2_Ts-T00111001A1111111111T2/UT7/4f-T7/>- T3/2 *|壬 汀2/2_fTs11111T1/2 T3/2T7/2 士 T7/2T3/2 j 斗 TH第15頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司區(qū)(240 °< 0 &l

17、t;300 °)1-5-7-7-5-1Ts一01101 ； 1 ； 11001L0011 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1111111111111111+ T1/2 丄 T5/2 丄 T7/2 - J T7/2 丄皿 T5/2T1/2 .! I!1 !切區(qū)(300°< 0 <360 °)4-5-7-7-5-4 ETsn00101 1 1111 1 11110廠00001 1 1 1 1 1 111111'1T5/2 .1旦 T7/2 . T7/2T5/2nJ-I!丨+ T4J*T4J1.3SVPWM控制算法通過以上svpwM勺法則推導(dǎo)分析

18、可知要實(shí)現(xiàn) svpwM信號(hào)的實(shí)時(shí) 調(diào)制，首先需要知道參考電壓矢量 Uref所在的區(qū)間位置，然后利用 所在扇區(qū)的相鄰兩電壓矢量和適當(dāng)?shù)牧闶噶縼砗铣蓞⒖茧妷菏噶?。圖2-10是在靜止坐標(biāo)系（a,B ）中描述的電壓空間矢量圖， 電壓矢 量調(diào)制的控制指令是矢量控制系統(tǒng)給出的矢量信號(hào) Uref，它以某一 角頻率3在空間逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到矢量圖的某個(gè)60 °扇區(qū)中時(shí)， 系統(tǒng)計(jì)算該區(qū)間所需的基本電壓空間矢量，并以此矢量所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)去驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)元件動(dòng)作。當(dāng)控制矢量在空間旋轉(zhuǎn)360 °后，逆變器 就能輸出一個(gè)周期的正弦波電壓。1.3.1合成矢量Uref所處扇區(qū)N的判斷空間矢量調(diào)制的第一步是

19、判斷由 U a和UB所決定的空間電壓矢量所處的扇區(qū)（其中 U =|Uref|cos日,U卩=|Uref|sin日）。假定合成的電壓矢量落在第I扇區(qū)，可知其等價(jià)條件如下:Oovarctan(U 3 /U a )<60 o以上等價(jià)條件再結(jié)合矢量圖幾何關(guān)系分析，可以判斷出合成電壓TL；(11G)JAi：x I乞區(qū)矢量Uref落在第X扇區(qū)的充分必要條件，得出下表： ©卜運(yùn)/ 1- I /空9°上£-一茫f1IJ / V憩 /l)根據(jù)上圖，坐標(biāo)固定(有正方向)，U和U為合成矢量Uref 在：/:坐標(biāo)上的投影，當(dāng)Uref沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，Uref在坐標(biāo)上 的投影的取值可能

20、大于0,也可能小于0,根據(jù)具體情況而定。扇區(qū)洛在此扇區(qū)的充要條件IUa >0 , U3 >0 且 U3 / U a <翻IIU0>O ,且 U3 / |U a 1 >花皿Ua <0 , U3 >0 且-U 3 / U a <73IVUa <0 , U3 <0 且 U3 / U a <晶VUp <0 且-U 3 /|U a |> 屈Ua >0 , Up <0 且-U 3 /U a <V3第18頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司若進(jìn)一步分析以上的條件，可看出參考電壓矢量Uref所在的扇

21、區(qū)完全由UB , -.3 U a - U B ,- ,3 U a - U B三式?jīng)Q定，因此令：二 U :(2-37)_ v3U U :_ 2 ： 22 a 2再定義，若U1>0，貝S A=1，否則A=0;若U2>0，貝S B=1，否則B=0 ;若U3> 0,則C=1，否則C=0?？梢钥闯鯝 , B, C之間共有八種組合，但由判斷扇區(qū)的公式可知 A , B, C不會(huì)同時(shí)為1或同時(shí)為0 ,所以實(shí)際的組合是六種，A, B, C組合取不同的值對(duì)應(yīng)著不 同的扇區(qū)，并且是 對(duì)應(yīng)的，因此完全可以由 A , B, C的組合判 斷所在的扇區(qū)。為區(qū)別六種狀態(tài)，令 N= 2*C+2 *b+ 2*a

22、 （表示成二 進(jìn)制形式如N=5表示101,即C=1,B=0,A=1）,則可以通過下表計(jì)算參 考電壓矢量Uref所在的扇區(qū)。表2-3 P值與扇區(qū)對(duì)應(yīng)關(guān)系N315462扇區(qū)號(hào)III皿IVV采用上述方法，只需經(jīng)過簡(jiǎn)單的加減及邏輯運(yùn)算即可確定所在的 扇區(qū)，對(duì)于提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和進(jìn)行仿真都是很有意義的。132基本矢量作用時(shí)間計(jì)算與三相 PWM波形的合成在傳統(tǒng)SVPWM!法如式（2-34）中用到了空間角度及三角函 數(shù)，使得直接計(jì)算基本電壓矢量作用時(shí)間變得十分困難。而若充分利 用U a和U B就可以使計(jì)算大為簡(jiǎn)化。以Uref處在第I扇區(qū)時(shí)進(jìn)行 分析，根據(jù)圖 2-10 有：（其中 U =|Uref|cos

23、二,U - =|Uref|sin 二）（-只 1、Ucos 21C0S3TSUrefTrUdcT；3 T6U s ref sin s 3 dc 0 46i,sin- . ii 13丿經(jīng)過整理后得出：rU s -IirT4IIT6IIT73U:T2Udc3U:Ts2Udc舊u 嘰V3t/ V3u3TsU2dcdcdc3U Ts；3TsdcdcTs（7段）或 T7 二 Ts - T4 - T （5段）UpTs 二第20頁共23頁I'tTt浙江海得新能源有限公司fU 1U :2 U2(2-37)IIU 2IIU3同理可求得Uref在其它扇區(qū)中各矢量的作用時(shí)間，結(jié)果如表2-4所示。由此可根據(jù)式

24、2-37中的U1, U 2 ,U3判斷合成矢量所在 扇區(qū), 然后查表得出兩非零矢量的作用時(shí)間，最后得出三相 PWM波占空比，表2-4可以使SVPW算法編程簡(jiǎn)易實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)算法對(duì) 各種電壓等級(jí) 適應(yīng)，一般會(huì)對(duì)電壓進(jìn)行標(biāo)幺化處理，實(shí)際電壓u =U Ubase，U 為標(biāo)幺值，在定點(diǎn)處理其中一般為Q12格式，即標(biāo)幺值為1時(shí)，等于4096,假定電壓基值為Ubase二"2U nom，v'3Unom為系統(tǒng)額定電壓，一般為線電壓，這里看出基值為相電壓的峰 值。以DSP的PWM模塊為例，假設(shè)開關(guān)頻率為fs, DSP的時(shí)鐘為fdsp， 根據(jù)PWM的設(shè)置要是想開關(guān)頻率為fs時(shí)，PWM周期計(jì)數(shù)器的

25、值為 NTpwm二fdsp/fs/2,則對(duì)時(shí)間轉(zhuǎn)換為計(jì)數(shù)值進(jìn)行如下推導(dǎo)：N T 6NTpwmT6 &1 fsN T 6NTpwm=丁6 fS = Nt6二 NTpwm T6 fsNt6NTpwmNTpwmNt4Nt4NTpwm * AZsUdc-NTpwm *( ' 3T4 fs 二U1 fs -,x3 ,* UUdc3NTpwm Ubase?)U baseU -2 ade 2 NTpwm UnomUdcKsvpwm U = Ksvpwm U 1UdcUi其中U-和u 為實(shí)際值的標(biāo)幺值，令發(fā)波系數(shù)，J2NTpwmU nomKsvpwm二Udc同理可以得到NT6)=KsvpwmU

26、 2表2-4各扇區(qū)基本空間矢量的作用時(shí)間扇區(qū)時(shí)間IT一 Qsu 2U dcT -昴 s UT6 一U dcU 1Tn 4 = Ksvpwm U 2Tn 6 = Ksvpwm U ；TN4=TNxTN6=TNy第22頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司T4IIT6IIT73U：T2Ude2T63U：Ts2UdeV3uPTsV3ts fU：dedeUdev 3U Ts；3TsdedeTs（7段）或 T7 二 Ts - T4 - T （5段）nt2V3TsU 2TN 2=Ksvpwm U 2TN2=TNxU deTN 6=Ksvpwm U 3Te_a/3TsU deU 3TN6=TN

27、y皿T 2="Ju1TN 2=Ksvpwm U1TN2=TNxU deTN 3=Ksvpwm U 3T3U de3TN3=TNyIVTiV3TsU 1Tn1=Ksvpwm U1TN1=TNxU deTN 3=Ksvpwm U 2T3_V3Ts-U deU 2TN3=TNyVTi=Eu3TN1=Ksvpwm U 3TN1=TNxU deTn 5=Ksvpwm U 2T5V3t s=UU de2TN5=TNyt4V3TsU 3TN 4=Ksvpwm U 3TN4=TNxU deTN 5=Ksvpwm U1T5V3Ts=U 1TN5=TNy2第23頁共23頁1'iTF 浙江海得新能

28、源有限公司2第#頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司（2-38）2第24頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司由公式（2-38）可知，當(dāng)兩個(gè)零電壓矢量作用時(shí)間為0時(shí)，一個(gè)PWM周期內(nèi)非零電壓矢量的作用時(shí)間最長(zhǎng)，此時(shí)的合成空間電壓矢量 幅值最大，由圖2-12可 知其幅值最大不會(huì)超過圖中所示的正六邊形 邊界。而當(dāng)合成矢量落在該邊界之外時(shí)，將發(fā)生過調(diào)制，逆變器輸出電壓波形將發(fā)生失真。在SVPW調(diào)制模式下，逆變器能夠輸出的最 大不失真圓形旋轉(zhuǎn)電壓矢量 為下圖2-12所示虛線正六邊形的 內(nèi)切43 273圓，其幅值為：3®廠，即逆變器輸出的不失真最大正弦 相電壓幅值為

29、3Udc，而若采用三相SPW調(diào)制，逆變器能輸出的不3失真最大正弦相電壓幅值為Udc/2。顯然SVPW調(diào)制模式下對(duì)直流側(cè)電壓利用率 更高，它們的直流利用率之比為-Udc/-Ud 1.1547，32即SVPW法比SPW法的直流電壓利用率提高了 15.47%。圖2-12 SVPWM模式下電壓矢量幅值邊界如圖當(dāng)合成電壓矢量端點(diǎn)落在正六邊形與外接圓之間時(shí)，已發(fā)生 過調(diào)制，輸出電壓將發(fā)生失真，必須采取過調(diào)制處理，這里采用一種 比例縮小算法。定義每個(gè)扇區(qū)中先發(fā)生的矢量為 TNx，后發(fā)生的矢量 為TNy。當(dāng)Tx+Ty < TNPW附，矢量端點(diǎn)在 正六邊形之內(nèi)，不發(fā)生過調(diào)制；當(dāng) TNx+TNy> T

30、NPW時(shí)，矢量端點(diǎn) 超出正六邊形，發(fā)生過調(diào)制。輸出的波形會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的失真，需采取以下措施：設(shè)將電壓矢量端點(diǎn)軌跡端點(diǎn)拉回至正六邊形內(nèi)切圓內(nèi)時(shí)兩非零矢量作用時(shí)間分別為TNx'，TNy'，則有比例關(guān)系:T NxT NxT NyT Ny第27頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司第#頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司(2-39)因此可用下式求得TNx'，TNy'，TNO, TN7第#頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司第#頁共23頁1'iTt浙江海得新能源有限公司T NxIT NyITo二 T NxTNPWMT Nx T

31、 Ny=T NytNPWMT Nx T NyT7 = 0（2-40）按照上述過程，就能得到每個(gè)扇區(qū)相鄰兩電壓空間矢量和零電壓矢量的作用時(shí)間。當(dāng)Uref所在扇區(qū)和對(duì)應(yīng)有效電壓矢量的作用時(shí)間 確定后，再根據(jù)PW調(diào)制原理，計(jì)算出每一相對(duì)應(yīng)比較器的值，其運(yùn)算關(guān)系如下 在I扇區(qū)時(shí)如下圖,第#頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司第28頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司TN0ontaonNtbonNtcTNxtbc onNTPWMTNyIconNTPWM-NtaoNTP'NtbonTpwmNTPWM-Ntbo第#頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司第

32、#頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司01n111110001110001000000T0/2'T4/2b- T6/2T7/2T7/2 T6/2 1* T4/2_T|F T0/2 .右第#頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司第#頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司taonTsTxTy /2tconaonbon同理可以推出Tx(2-41 )5段時(shí),扇區(qū)時(shí)如式,第#頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司第#頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司aonbon第#頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司co

33、nbon(2-42)第29頁共23頁1'iTF 浙江海得新能源有限公司不同PW比較方式，計(jì)數(shù)值會(huì)完全不同，兩者會(huì)差 180度段數(shù)倒三角計(jì)數(shù)，對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器的值正三角計(jì)數(shù)，對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器的值7'Ntaon =TNPWM _(NTPWM -Tnx -T )/2Ntbon =TNPWM -Ntaon 一TnxNtcon =TNPWM - Ntbon -TNyNaon =(NTPWM-丁心訂呦)/2Ntbon Ntaon * TNx.Ntcon - Ntbon "*"TNy5'Ntaon =TNPWMNtbon =TNPWM -TnxNtcoTNPWMNtbon TNyN taon= 0N tbon T Nxi N tcon N tbon * T Ny其他扇區(qū)以此類推，可以得到表 2-5，式中Ntaon、Ntbon和Ntcon分別是相應(yīng)的比較器的計(jì)數(shù)器值，而不同扇區(qū)時(shí)間分配如表2-5所示，并將這三個(gè)值寫入相應(yīng)的比較寄存器就完成了整個(gè)SVPWM的算法。表2-5不同扇區(qū)比較器的計(jì)數(shù)值扇區(qū)123456TaNtao nNtbo nNtco nNtconNtbo nNtao nTbNtbonNtaonNtao nNtbonNtco nNtco nTc