逆变器输出电压空间矢量

svpwm的原理讲解

       SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期Tpwm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。

       SVPWM是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。

       SVPWM与SPWM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，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。

       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°。

       可见 U(t)是一个旋转的空间矢量，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。

SPWM和SVPWM是什么？

       1、SPWM

       SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的、使用较广泛的PWM法。冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

       SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断；

       使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。

       2、SVPWM

       SVPWM的主要思想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作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。

       传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。

扩展资料：

SPWM原理：

       一个连续函数是可以用无限多个离散函数逼近或替代的，因而可以设想用多个不同幅值的矩形脉冲波来替代正弦波，在一个正弦半波上分割出多个等宽不等幅的波形(假设分出的波形数目n=12)；

       如果每一个矩形波的面积都与相应时间段内正弦波的面积相等，则这一系列矩形波的合成面积就等于正弦波的面积，也即有等效的作用。为了提高等效的精度，矩形波的个数越多越好，显然，矩形波的数目受到开关器件允许开关频率的限制。

       百度百科—SPWM

       百度百科—SVPWM

电力系统中并网逆变器采用SPWM好，还是SVPWM好？

       SVPWM

       这个技术是电网逆变器的主流，80%以上的设备都使用这个方法的。

       空间矢量脉宽调制 (Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)的原始思想是：当三相对称工频正弦电压供电时，以三相对称的电动机定子理想磁链圆作为参考标准，适当的切换三相逆变器不同开关模式，形成脉冲波，用基本的磁链矢量来追踪合成准确磁链圆。SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体系统，便于DSP的实时控制，模型简单。

       SVPWM控制技术的优点：

       1.每一次开关切换仅涉及一个元件，开关损耗小。

       2.判断电压空间矢量所在位置通过计算可直接生成三相 波。

       3.直流侧电压利用率高，比普通的 逆变器输出电压要高 。

       4.降低开关频率、输出电流的谐波少。

       基于上述优点，SVPWM的应用领域不断扩大。

svpwm是什么意思

       空间矢量脉宽调制。

       SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation），实际上是用于交流电机、永磁电机、交流逆变器中的三相电压逆变。由SVPWM算法控制开关管通断顺序及脉宽，可产生相差120°电角度的旋转电动势。SVPWM相对于SPWM有以下几个优点：

       1、失真较小的电流波形

       2、SVPWM优化谐波程度比较高，消除谐波效果比SPWM好

       3、电压利用率比SPWM高15.47%

       SPMW的主要思想是以三相对称正弦波电源电压的矢量和所形成的标准矢量圆为参考，通过控制三相逆变器的IGBT开关不同导通顺序及时间，所形成的PWM波形，通过电压的时间积所形成的电压矢量来追踪标准的矢量圆。传统SPWM方法从电源的角度出发，以50%占空比为中性点，通过控制PWM模拟传统时域的正弦波形所占用时间来形成一个可调频调压的正弦波电源。

       三相全桥控制SVPWM波形输出，共有8种控制状态，其中三相全输出和全不输出不会产生有效电流，通常称为零矢量。

       另外6种开关状态分别为6个有限状态，一个矢量圆为360°，分为每60°一个扇区，通过控制这6个扇区和零矢量可形成360°任意的矢量电压。

       当需要合成一个矢量时，先将需要合成的矢量分解到最近的两个基本矢量，然后可利用最近的基本矢量的大小来计算电压时间积。通过电压矢量分解后的基本矢量时间来合成所需要的电压矢量，合成后的电压波形近似于正弦波。

       为了保证电压波形失真较小，一般以PWM周期来计算基本矢量电压，一般采用1个PWM周期计算一次，CPU性能较低可采用多个PWM周期计算一次。每次技术两个基本矢量电压的时间和会小于PWM周期，剩余周期时间按照情况进行插入零矢量。

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