SVPWM Generator (2-Level)

SVPWM的原理和法则推导和控制算法详细讲解SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种三相不对称多电平PWM调制技术。

其原理是将三相电压转换为空间矢量信号，通过调制的方式控制逆变器输出电压，以实现对三相电机的控制。

下面将详细介绍SVPWM的原理、法则推导以及控制算法。

一、原理：SVPWM的原理在于将三相电压分解为两相，即垂直于矢量且相互垂直的两个分量，直流坐标分量和交流坐标分量。

其中，直流坐标分量用于产生直流电压，交流坐标分量用于产生交流电压。

通过对直流和交流坐标的调制，可以生成所需的输出电压。

二、法则推导：1.将三相电压写成直流坐标系下的矢量形式：V_dc = V_d - 0.5 * V_a - 0.5 * V_bV_ac = sqrt(3) * (0.5 * V_a - 0.5 * V_b)2. 空间矢量信号通过电源电压和载波进行调制来生成输出电压。

其中，电源电压表示为空间矢量V。

根据配比原则，V_dc和V_ac分别表示空间矢量V沿直流和交流坐标的分量。

V = V_dc + V_ac3.根据法则推导，导出SVPWM的输出电压：V_u = 1/3 * (2 * V_dc + V_ac)V_v = 1/3 * (-V_dc + V_ac)V_w = 1/3 * (-V_dc - V_ac)三、控制算法：1. 设定目标矢量Vs，将其转换为直流坐标系分量V_dc和交流坐标系分量V_ac。

2.计算空间矢量的模长：V_m = sqrt(V_dc^2 + V_ac^2)3.计算空间矢量与各相电压矢量之间的夹角θ：θ = arctan(V_ac / V_dc)4.计算换向周期T和换相周期T1：T=(2*π*N)/ω_eT1=T/6其中，N为极对数，ω_e为电机的角速度。

5.根据目标矢量和夹角θ，确定目标矢量对应的扇区。

6.根据目标矢量和目标矢量对应的扇区，计算SVPWM的换相角度β和占空比：β=(2*π*N*θ)/3D_u = (V_m * cos(β) / V_dc) + 0.5D_v = (V_m * cos(β - (2 * π / 3)) / V_dc) + 0.5D_w=1-D_u-D_v以上步骤即为SVPWM的控制算法。

1. 空间电压矢量调制 SVPWM 技术SVPWM 是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。

空间电压矢量PWM 与传统的正弦PWM 不同，它是从三相输出电压的整体效果出发，着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。

SVPWM 技术与SPWM 相比较，绕组电流波形的谐波成分小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率有了很大提高，且更易于实现数字化。

下面将对该算法进行详细分析阐述。

1.1 SVPWM 基本原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。

在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。

两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加，从而控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转，通过逆变器的不同开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆，并由两者的比较结果来决定逆变器的开关状态，从而形成PWM 波形。

逆变电路如图 2-8 示。

设直流母线侧电压为Udc ，逆变器输出的三相相电压为UA 、UB 、UC ，其分别加在空间上互差120°的三相平面静止坐标系上，可以定义三个电压空间矢量 UA(t)、UB(t)、UC(t)，它们的方向始终在各相的轴线上，而大小则随时间按正弦规律做变化，时间相位互差120°。

假设Um 为相电压有效值，f 为电源频率，则有：⎪⎩⎪⎨⎧+=-==)3/2cos()()3/2cos()()cos()(πθπθθm Cm B m A U t U U t U U t U其中，ft πθ2=，则三相电压空间矢量相加的合成空间矢量 U(t)就可以表示为：θππj m j C j B A e U e t U e t U t U t U 23)()()()(3/43/2=++= 可见 U(t)是一个旋转的空间矢量，它的幅值为相电压峰值的1.5倍，Um 为相电压峰值，且以角频率ω=2πf 按逆时针方向匀速旋转的空间矢量，而空间矢量 U(t)在三相坐标轴（a ，b ，c ）上的投影就是对称的三相正弦量。

SVPWM的原理与法则推导和控制算法详解SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常用于电力电子系统中的调制技术，用于控制交流电机的转速和输出电压。

它通过在电机相电流中施加适当的电压向量来控制电机的输出。

SVPWM的原理基于矢量变换理论和电压空间矢量的概念。

在SVPWM中，通过合理地选择电机相电流的方向和幅值，可以实现各种输出电压波形。

具体来说，SVPWM通过将输入直流电压转化为三相交流电压，然后按照一定的时序开关三相电压源，最终实现对电机的控制。

对于输入直流电压Vin和电机的相电流ia，ib和ic，SVPWM的推导可以分为以下几个步骤：1.将三相电流转换为两相电流：α = ia - ib / √3β = (2*ic - ia - ib) / √6其中，α和β分别表示两个正交轴向的电流分量。

2.计算电机相电流的矢量和以及矢量角度：i=√(α^2+β^2)θ = arctan(β/α)其中，i表示电流的矢量和，θ表示电流矢量的角度。

3.通过计算矢量角度来确定电压空间矢量的方向：根据电流矢量角度的范围，将电流矢量所在的区域划分为6个扇区（S1-S6），每个扇区对应一个电压空间矢量的方向。

4.计算电压空间矢量的幅值：根据电流矢量的大小，计算得出在相应扇区内的电压空间矢量的幅值。

5.根据电压空间矢量的方向和幅值，计算各相电压的占空比：根据电压空间矢量的方向和幅值，可以得出控制电机的各相电压的占空比。

1.读取电机的输入参数，包括电流、速度和位置信号。

2.根据输入参数计算出电机相电流的矢量和和矢量角度。

3.根据矢量角度确定电压空间矢量的方向。

4.根据矢量角度和矢量幅值计算电压空间矢量的幅值。

5.根据电压空间矢量的方向和幅值，计算出各相电压的占空比。

6.将占空比参考信号与电机的PWM生成模块相结合，通过逆变器将控制信号转化为交流电压，并驱动电机运行。

7.循环执行以上步骤，并实时调整占空比，以实现对电机速度和输出电压的精确控制。

svpwm工作原理一、引言随着电力电子技术的不断发展，交流电机控制技术也得到了广泛应用。

其中，空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）技术是一种常用的交流电机控制方法。

本文将详细介绍SVPWM的工作原理及其在交流电机控制中的应用。

二、SVPWM原理2.1 基本原理SVPWM是一种通过控制电压的矢量合成，实现对交流电机输出电压和频率的调节的方法。

它通过将三相交流电压分解为两个正交轴上的分量，实现对电机的精确控制。

SVPWM的基本原理可以概括为以下几个步骤：1.将三相交流电压转换为αβ坐标系下的矢量；2.根据所需输出电压的大小和相位，计算出指定的矢量；3.将指定的矢量转换为三相交流电压；4.通过调节矢量的大小和相位，控制电机输出电压和频率。

2.2 SVPWM的工作过程SVPWM的工作过程可以分为两个阶段：矢量选择和矢量合成。

2.2.1 矢量选择在矢量选择阶段，根据所需输出电压的大小和相位，选择合适的矢量。

一般情况下，矢量选择可分为以下几个步骤：1.根据所需输出电压的大小，确定电压矢量的幅值；2.根据所需输出电压的相位，确定电压矢量的角度；3.根据电压矢量的幅值和角度，计算出对应的αβ坐标系下的矢量。

2.2.2 矢量合成在矢量合成阶段，将选择好的矢量转换为三相交流电压输出。

矢量合成的具体步骤如下：1.将选择好的矢量转换为三相交流电压；2.根据矢量的大小和相位，计算出对应的PWM波形；3.将PWM波形与三相交流电压进行合成；4.输出合成后的三相交流电压。

三、SVPWM在交流电机控制中的应用SVPWM作为一种高效可靠的交流电机控制技术，广泛应用于各种类型的交流电机控制系统中。

以下是SVPWM在交流电机控制中的几个应用：3.1 速度控制SVPWM可以通过控制输出电压的大小和频率，实现对交流电机的速度控制。

通过调节矢量的幅值和相位，可以实现电机的平稳启动、加速、减速和停止等功能。

SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解Space Vector Pulse Width Modulation（SVPWM）是一种用于交流电机驱动的调制技术。

它的原理是将固定电压向量分解为两个可控向量，通过改变这两个向量的占空比来控制交流电机的输出。

SVPWM利用矢量图法将三相交流电源的空间矢量变换为两相旋转矢量，从而实现对交流电机驱动电压的控制。

1.假设存在一个以0为中心的静止坐标系，其中电源相电压为Va,Vb,Vc。

我们可以将这三个电压写成以时间为函数的形式，即Va(t),Vb(t),Vc(t)。

2.将Va,Vb,Vc投影到α-β坐标系，得到α轴上的电压Vaα(t),Vbα(t),Vcα(t)和β轴上的电压Vaβ(t),Vbβ(t),Vcβ(t)。

3. 将α-β坐标系反转回静止坐标系，得到参考电压Va_ref(t), Vb_ref(t), Vc_ref(t)。

4.将参考电压投影到空间矢量图上，从而得到交流电机的输入矢量。

5.根据参考电压和输入矢量之间的关系，推导出控制算法。

1.基于所需输出电压的矢量长度和角度，计算矢量图中的两个矢量的占空比，分别为d1和d22.根据矢量长度和角度，计算三个相电压的占空比，分别为d_a,d_b,d_c。

3.根据SVPWM的特性，当d1,d2为0时，输出电压为0；当d1,d2相等时，输出电压处于峰值；当d1和d2不相等时，输出电压的大小和方向都有所改变。

因此，通过改变d1和d2的数值，可以改变输出电压的大小和方向。

4.根据d_a,d_b,d_c和d1,d2的数值，计算出PWM控制信号。

5.将PWM控制信号施加到交流电机驱动电路中，从而实现对输出电压的控制。

总结起来，SVPWM通过将固定电压向量分解为两个可控向量，通过改变这两个向量的占空比来控制交流电机的输出。

通过合理推导和计算，可以得到控制算法，从而实现对输出电压的精确控制。

SVPWM是一种高效且精确的交流电机驱动技术，被广泛应用于工业控制中。

SVPWM的原理讲解以及应用过程中的推导与计算SVPWM(空间矢量调制技术)，是一种电机调速技术，通过在三相电流中引入一个辅助电流，将三相电流分解为一个基础正弦波电流和一个辅助电流，然后根据基础正弦波电流和辅助电流的大小和相位关系，控制电机输出的磁场方向和大小。

SVPWM可以提高电机的效率和控制精度，并减小电机的振动和噪音。

1.电机模型分析：首先，对电机进行建模和分析。

通过将电机抽象为一个旋转矢量图，分析电机的磁场分布和电流控制。

2.空间矢量图：根据电机模型分析，可以得到电机的矢量图。

矢量图用于描述电机的磁场方向和大小，有助于理解电机的运行原理。

3.矢量控制：根据矢量图，可以控制电机的磁场方向和大小。

通过控制电流矢量的大小和相位关系，可以控制电机的输出磁场。

4.空间矢量调制：SVPWM通过将电流矢量分解为一个基础正弦波电流和一个辅助电流，再根据它们的大小和相位关系，控制电机的输出磁场。

辅助电流可以用来改变电机的输出磁场方向，基础正弦波电流用来控制电机的输出磁场大小。

5.SVPWM计算：为了实现SVPWM，需要对电流进行计算和控制。

首先，根据需要的输出磁场向量，计算出对应的辅助电流和基础正弦波电流。

然后，根据电机的控制策略，计算出实际的电流指令。

在计算辅助电流和基础正弦波电流时，可以采用矢量旋转和空间矢量分解的方法。

通过将输出磁场向量进行数学运算和变换，可以得到电流矢量的大小和相位。

具体的计算过程可以按照以下步骤进行：1.确定需要的输出磁场向量的大小和相位。

2.将输出磁场向量进行矢量旋转和变换，得到一个新的矢量。

矢量旋转和变换的具体方法可以根据电机的控制策略和转子位置来确定。

3.将新的矢量分解为一个基础正弦波电流和一个辅助电流。

辅助电流用于改变输出磁场的方向，基础正弦波电流用于控制输出磁场的大小。

4.根据基础正弦波电流和辅助电流的大小和相位关系，计算出实际的电流指令。

根据电机的控制策略，可以使用速度环、电流环等控制器来计算输出的电流指令。

S V P W M的原理及法则推导和控制算法详解Last revision date: 13 December 2020.1 空间电压矢量调制 SVPWM 技术SVPWM 是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽 可能接近于理想的正弦波形。

空间电压矢量PWM 与传统的正弦PWM 不同，它是从三相输出电压的整体效果出发，着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。

SVPWM 技术与SPWM 相比较，绕组电流波形的谐波成分小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率有了很大提高，且更易于实现数字化。

下面将对该算法进行详细分析阐述。

SPWM 通过控制开关器件的关断得到正弦的输入电压；SVPWM 的控制目标在于如何获得一个圆形的旋转磁场。

之所以成为矢量控制，是因为通过SVPWM 对晶闸管导通的控制可以得到一系列大小和方向可变的空间电压矢量，通过对空间电压矢量进行控制，从而得到圆形旋转磁场。

1.1 SVPWM 基本原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。

在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。

两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加，从而控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转，通过逆变器的不同开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆，并由两者的比较结果来决定逆变器的开关状态，从而形成PWM 波形。

逆变电路如图 2-8 示。

设直流母线侧电压为Udc ，逆变器输出的三相相电压为UA 、UB 、UC ，其分别加在空间上互差120°的三相平面静止坐标系上，可以定义三个电压空间矢量 UA(t)、UB(t)、UC(t)，它们的方向始终在各相的轴线上，而大小则随时间按正弦规律做变化，时间相位互差120°。

SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解SVPWM全称为Space Vector Pulse Width Modulation，是一种用于交流电驱动的脉宽调制技术。

它通过对电压波形进行合适的调制，实现对交流电驱动变频器输出电压的精确控制。

以下是SVPWM的原理及法则推导和控制算法的详解。

1.原始正弦信号：首先，将三相交流电压信号转化为矢量信号表示。

当输入的三相正弦信号为：$$v_a=v_m\sin(\Omega t)$$$$v_b=v_m\sin(\Omega t - \frac{2\pi}{3})$$$$v_c=v_m\sin(\Omega t + \frac{2\pi}{3})$$其中，$v_m$为幅值，$\Omega$为频率，t为时间。

2.空间矢量表示：将交流信号的三相信号进行矩阵变换，转化为空间矢量表示，例如：$$V_s=\frac{2}{3}\begin{pmatrix} 1 & -\frac{1}{2} & -\frac{1}{2}\\ 0 & \sqrt{3}/2 & -\sqrt{3}/2\end{pmatrix}\begin{pmatrix} v_a\\ v_b\\ v_c \end{pmatrix}$$其中，$V_s$表示空间矢量表示。

3.空间矢量模量：空间矢量模量的大小表示输出电压的幅值，可以通过以下公式计算：$$V=\sqrt{V_s^2}=\sqrt{V_a^2 + V_b^2 + V_c^2}$$4.空间矢量相位：空间矢量相位表示输出电压的相位位置，可以通过以下公式计算：$$\theta=\tan^{-1}(\frac{V_b}{V_a})$$5.确定电压矢量分量：根据设定的输出电压幅值和相位，可以计算出两个主要输出电压分量$V_d$和$V_q$，分别代表感应电机电流的直流成分和交流成分。

6.电压矢量分解：通过将输出电压分解为两个主要分量$V_d$和$V_q$，可以表示为：$$V_d=V_s\cos(\theta - \gamma)$$$$V_q=V_s\sin(\theta - \gamma)$$其中，$V_s$为空间矢量模量，$\theta$为空间矢量相位，$\gamma$为极坐标相角，用来调整电压波形的对称性。

svpwm近年来，在高性能全数字控制的电气传动系统中，作为电力电子逆变技术的关键，pwm技术从最初追求电压波形正弦，到电流波形正弦，再到磁通的正弦，取得了突飞猛进的发展［1］。

在众多正弦脉宽调制技术中，空间电压矢量pwm（或称svpwm）是一种优化的pwm技术，能明显减小逆变器输出电流的谐波成分及电机的谐波损耗，降低脉动转矩，且其控制简单，数字化实现方便，电压利用率高，已有取代传统spwm的趋势。

本文对空间电压矢量pwm的原理进行了深入分析，重点推导了每一扇区开关矢量的导通时间，并在ti公司生产的dsp上实现三相逆变器的控制，证明了分析的正确和可行性。

2空间电压矢量pwm原理图1为三相电压源逆变器示意图，sa、sb、sc为逆变器桥臂的开关，其中任一桥臂的上下开关组件在任一时刻不能同时导通。

不考虑死区时，上下桥臂开关互逆。

将桥臂输入点a、b、c的开关状态用下面的开关函数表示：sk＝1（桥臂k，上桥臂导通，下桥臂关断）；sk＝0（桥臂k，上桥臂关断，下桥臂导通）。

由a、b、c的不同的开关组合，可以有23＝8个开关矢量（sa sb sc），即v0（000）～v7（111），其中有六个有效开关矢量v1～v6和两个零开关矢量v0和v7。

利用v0～v78个矢量的线性组合可以近似模拟等幅旋转向量，由磁链和电压间简单的积分关系，可知此时实际的电机气隙磁通轨迹接近圆形。

图2为svpwm矢量、扇区及每个扇区开关方向图。

按图2，有表1所示扇区号与k的关系。

其中k为以a轴为起点，以π/3为单位，逆时针方向排列的序号，若θ为矢量与α轴夹角，则有svpwm技术的目的是通过合成与基本矢量相应的开关状态，得到参考电压uout。

对于任意小的时间周期t，逆变器输出平均值与uout平均值相等，如式（3）所示：其中tx、tx＋60（或tx－60）分别为一个周期内，开关状态ux、ux＋60（或ux－60）对应的作用时间，ux与ux＋60（或ux－60）是合成uout的基本空间矢量。

SVPWM是什么(2012-05-09 15:41:55)转载▼SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation)空间矢量脉宽调制，它是以三相对称正弦波电压供电时，三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式做切换，从而形成PWM波，以所形成的实际的磁链矢量来追踪其准确的磁链圆。

传统的SPWM是从电源的角度出发，以形成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM 是将逆变系统和电机看成一个系统来考虑，模型比较简单，以便于微处理器实时控制。

实际上就是得用六个有效电压矢量以及两个零矢量及其作用时间，去逼近理想的连续的磁链圆。

特点：1.每个小区间内虽然有多次开关切换，但是每次切换只涉及一个器件，所以开关损耗小2.利用电压空间矢量直接生成PWM波，计算简单3.逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比一般逆变器输出电压高15%,也就是说电压利用率高开环控制异步电机程序（基于TMS320LF2407A）的作为一个刚毕业的硕士软件工程师1.一个月的时间用于学习电机控制的基本理论（3.31－4.30）2.两周的时间实现SVPWM开环控制电机的正转，反转，加速，减速（5.1－5.16）开环SVPWM控制电机旋转的例程;===================================================================== =====*.include "F2407.h" ;the header file （包含头文件）该头文件是寄存器定义文件.def _c_int0,T1_INT,PINTA ;定义符号：在当前模块中定义，并可在其它模块中使用.sect ".vectors" ；定义自定义段矢量表INT0 B _c_int0 ; Reset Vector 其中B是关键字代表跳转的意思，B左边的也是关键字，是固定的有些地方，定义矢量表时的第一句是RSVECT B START,可能是不同的DSP支持不同的定义吧，朱苛说得也不是很清楚，该点存疑，B右边的是中断程序入口标识。

三相永磁同步电动机直接转矩控制技术及仿真研究 1引言随着社会实际生产要求的不断提高，现代电机控制技术也不断得以升级。

继矢量控制之后，1986年日本I.TakhaShi 和德国M.Depenbrock 分别提出了直接转矩控制技术。

直接转矩控制(Direct Torque Control ，DTC)是基于定子磁场定向和电压空间矢量分析的方法，根据转矩偏差、磁链偏差及定子磁链的空间位置，选择合适的电压矢量。

这项技术的问世，以其新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能等优点受到普遍关注并被广泛研究。

常规的DTC 方案其实是一种Bang —Bang 控制方法：针对定子磁链幅值和转矩偏差以及磁链的空间位置， 在一个控制周期内，选择和发出单一空间电压矢量，这个电压矢量要同时控制磁链和转矩的误差方向，而忽略了转矩和磁链误差大小，从而经常造成转矩和磁链脉动，不能达到期望的最佳控制效果。

减小滞环容差可以减小脉动，但又会导致逆变器的开关频率增大，开关损耗随之增加；矢量细分法改善了磁链轨迹，但结构相对复杂。

矢量调制 (Space V oltage Vector Modulation)是在一个控制周期内，通过相邻电压矢量和零矢量合成得到所需的任意电压矢量，实现电压矢量的连续可调。

本文在分析了直接转矩控制原理(DTC)和空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基础上，做了基于磁链空间电压矢量脉宽调制技术的永磁同步电机直接转矩控制技术的仿真。

1直接转矩控制原理永磁同步电机在转子坐标系下的数学模型：⎥⎦⎤⎢⎣⎡ψ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡f q d q d q d q d i i pL R L L pL R u u ωωω0 (1) []sm q d s sm q f q d sn e L L L L L P t δδ2sin )(sin 243-ψ-ψψ= (2)[]t sm q d s sm q f q d s n t t d d L L L L L P d d eδδδ2cos )(2cos 243-ψ-ψψ= （3）式中：q d q d q d L L i i u u ,,,,,——定子电压、电流、电感在q d ,轴上的分量；s f ψψ,——励磁磁链和定子磁链；p P t n e ，,——电磁转矩、转子极对数和微分算子；δsm ——负载角；式(2)表明，电机参数确定后，在实际运行中，永磁同步电机转子上励磁磁场的磁链幅值一般为恒值，为保证充分利用电动机铁心，通常要使定子磁链的幅值为额定值，这样就可以直接通过控制负载角δsm 的大小来控制电磁转矩的大小，这就是DTC 的核心思想。

S V P W M的原理及法则推导和控制算法详解Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】空间电压矢量调制 SVPWM 技术SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。

空间电压矢量PWM与传统的正弦PWM不同，它是从三相输出电压的整体效果出发，着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。

SVPWM技术与SPWM相比较，绕组电流波形的谐波成分小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率有了很大提高，且更易于实现数字化。

下面将对该算法进行详细分析阐述。

1.1 SVPWM基本原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。

在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。

两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加，从而控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转，通过逆变器的不同开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆，并由两者的比较结果来决定逆变器的开关状态，从而形成PWM 波形。

逆变电路如图 1-1 示。

设直流母线侧电压为U dc，逆变器输出的三相相电压为U A、U B、U C，其分别加在空间上互差120°的三相平面静止坐标系上，可以定义三个电压空间矢量 U A(t)、U B(t)、U C(t)，它们的方向始终在各相的轴线上，而大小则随时间按正弦规律做变化，时间相位互差120°。

假设U m 为相电压有效值，f 为电源频率，则有：()cos()()cos(2/3)()cos(2/3)A mB m Cm U t U U t U U t U θθπθπ=⎧⎪=-⎨⎪=+⎩ (1-1)其中，2ft θπ=，则三相电压空间矢量相加的合成空间矢量U(t)就可以表示为：2/34/33()()()()2j j j A B C m U t U t U t e U t e U e ππθ=++=(1-2) 可见 U(t)是一个旋转的空间矢量，它的幅值为相电压峰值的倍，U m 为相电压峰值，且以角频率ω=2πf 按逆时针方向匀速旋转的空间矢量，而空间矢量 U(t)在三相坐标轴(a ，b ，c)上的投影就是对称的三相正弦量。

PWM发生器（2电平）产生脉冲，用于PWM控制的2 - 电平转换器文库控制和测量/脉冲和信号发生器描述PWM发生器（2电平）模块产生脉冲为采用2电平拓扑并使用脉冲宽度调制（PWM）的转换器。

该模块可以控制开关器件（场效应管，GTO，或IGBT）的三种不同的转换器类型：单相半桥（1臂），单相全桥（2臂），或三相桥（3臂）。

参考信号（Uref的输入），也称为调制信号，被自然采样，并和对称的三角载波进行比较。

当基准信号大于载波时，上部开关器件的脉冲为高（1），下部开关器件的脉冲为低（0）。

图中示出了用于单相半桥转换器的脉冲的产生。

在这种情况下，一个参考信号是必需的，以产生两个脉冲。

对于一个单相全桥，第二参考信号是必需的，以产生两个脉冲为第二臂。

这个信号是内部产生的，通过相移原始参考信号180度得到。

对于三相桥，三个参考信号是必需的，以产生6个脉冲。

参考信号也可以由PWM发生器在内部产生。

在这种情况下，指定一个调制指数，电压输出的频率和相位。

脉冲发生器为一个单相半桥转换器对话框和参数发生器类型指定生成的脉冲数。

由模块产生的脉冲的数量与控制桥臂的数量成比例。

选择单相半桥（2个脉冲），以触发一个单相半桥变换器的自变换装置。

脉冲1触发上层设备，和脉冲2触发下层设备。

选择单相全桥（4个脉冲），以触发一个单相全桥变换器的自变换装置。

然后产生四个脉冲。

脉冲1和3触发所述第一和第二臂的上部装置。

脉冲2和4触发下层设备。

选择三相桥（6个脉冲），以触发一个三相桥式变换器的自变换装置。

脉冲1，3和5火的第一，第二和第三臂的上部的装置。

脉冲2，4和6触发下层装置。

运作模式当设置为不同步，非同步载波信号的频率是由载波频率的参数来确定的。

当设置为同步，载波信号被同步到外部参考信号（输入（wt））和载波频率是由开关比的参数来确定的。

载波频率（Hz）指定三角载波信号的频率，以赫兹为单位。

载波频率参数是可见的，仅在运作方式参数设置为不同步时。

采用空间矢量脉宽调制（SVPWM ）的开环VVVF 调速系统的综合实训一、实验目的1、理解电压空间矢量脉宽调制（SVPWM ）控制的基本原理。

2、熟悉MCKV 电机控制系统的CPU 模块、IPM 模块和机组各部分硬件模块，并确认工作正常。

3、了解SVPWM 变频器运行参数和特性。

二、实验内容：1、熟悉CCS 编程环境，并在CCS 下编译、下载、运行DSP 软件工程。

2、观察并记录定子磁链周期和频率，并分析他们之间的关系。

3、观测并记录启动时电机定子电流和电机速度波形)(t f i v =与)(t f n =；三、实验预习要求1、阅读并掌握三相交流异步电机VVVF 调速系统工作原理。

2、了解电压空间矢量脉宽调制（SVPWM ）控制的基本原理。

3、阅读本次实验指导书和实验程序，写好实验预习报告。

4、在MATLAB/Simulinlk 环境中搭好仿真模型，结合本程序LEVEL1功能框图，完成电流速度双闭环系统交流异步电机矢量控制仿真。

四、实验原理当用三相平衡的正弦电压向交流电动机供电时，电动机的定子磁链空间矢量幅值恒定，并以恒速旋转，磁链矢量的运动轨迹形成圆形的空间旋转矢量（磁链圆）。

SVPWM 就是着眼于使形成的磁链轨迹跟踪由理想三相平衡正弦波电压源供电时所形成的基准磁链圆，使逆变电路能向交流电动机提供可变频电源，实现交流电动机的变频调速。

现在以实验系统中用的电压源型逆变器为例说明SVPWM 的工作原理。

三相逆变器由直流电源和6个开关元件( MOSFET) 组成。

图1是电压源型逆变器的示意图。

图1 电压源型逆变器示意图对于每个桥臂而言，它的上下开关元件不能同时打开，否则会因短路而烧毁元器件。

其中A 、B 、C 代表3 个桥臂的开关状态，当上桥臂开关元件为开而下桥臂开关元件为关时定义其状态为1 ,当下桥臂开关元件为开而上桥臂开关元件为关时定义其状态为0。

这样A 、B 、C 有000 、001 、010 、011 、100 、101 、110 、111共 8种状态。