0 引言

SVPWM是通過逆變器功率器件的不同開關模式產生有效電壓矢量來逼近基準圓，圖1是一種典型的三相電壓源逆變器變頻調速系統結構圖，為直流母線電壓。

六個開關管分別用理想開關1~6組成a、b、c三個橋臂，每個橋臂上下開關管互鎖導通，分別用開關變量 s_a、s_b、s_c 來表示a、b、c三個橋臂開關管開關情況。如果上橋臂導通用“1”表示，下橋臂導通用“0”表示，則逆變器三相共有8種狀態組合，其中6個非零電壓矢量 、兩個零電壓矢量；從逆變器的正常工作狀態來看，前六種是有效的，后2種狀態是無效的，因為這時逆變器并沒有電壓輸出。

假設六個開關管作這樣一個周期循環：456、561、612、123、234、345。以工作狀態（100）為例說明，此時功率開關器件“1”“3”“2”導通，電動機定子A、B點電位為正，C點為負，它們相對于直流電源中點O的電壓都是幅值為 的直流電壓，而三相電壓空間矢量分別位于A、B、C三相軸線上，三相合成的電壓空間矢量為 ，其幅值等于 ，方向在C軸上。

 

同理可以得到其他工作狀態合成的電壓空間矢量，把這八種工作狀態生成的電壓空間矢量稱為基本電壓空間矢量，其分布如圖2所示。

 圖1 三相電壓源逆變器變頻調速系統結構圖      圖2基本電壓空間矢量分布圖

2 SVPWM的Simulink仿真

 

由SVPWM的原理可知，SVPWM模塊的建立主要包括：扇區判斷模塊、計算基本矢量的作用時間模塊、開關作用時間的計算模塊、SVPWM波形的生成模塊、逆變器電壓模塊等[ 9]。

 

2.1扇區判斷

 

在應用SVPWM技術時，首先要確定合成電壓矢量所處的扇區，這里扇區的確定我們采用下列方法。

 

與扇區的關系有： 再令 N=A+2B+4C可知，扇區與N 的對應關系如表1，模型如圖3所示。

 

表1 扇區與 的對應關系

 

圖3 扇區判斷模型

2.2 計算基本矢量的作用時間

在確定電壓合成矢量所在扇區后，應當計算合成電壓矢量分解到這個扇區兩相鄰電壓矢量的導通

圖5基本矢量作用時間計算模型

2.3 開關作用時間的計算模型

法如式（2）：

根據以上各矢量的發送順序和作用時間以及切換點規律，可合成期望的電壓空間矢量，實現磁鏈追蹤。

2.4 SVPWM波形的生成

圖6 矢量切換點仿真模型

圖7 PWM波形的生成模型

2.5 逆變器電壓模型

以逆變器A相電壓實現為例，其仿真模型如圖8所示。

圖8 逆變器A相電壓模塊

由以上各子模型可建立SVPWM的仿真模型如圖9所示：

圖9 SVPWM仿真模型

2.6 SVPWM仿真波形分析

圖12 切換點的仿真波形

圖13 SVPWM三相輸出電壓波形

從圖13可以看出：在半個周期中電壓輸出等距、等幅，中間脈沖寬，兩邊脈沖窄，這樣有利于電機輸出電壓中低次諧波分量。