逆变器svpwm程序

空间电压矢量调制 SVPWM技术

SVPWM技术是一种利用三相功率逆变器的六个功率开关元件构成特定开关模式，生成脉宽调制波，以使输出电流波形尽量接近理想正弦波的脉冲宽度调制方法。与传统的正弦PWM相比，SVPWM技术着眼于三相输出电压的总体效果，目的是为了实现电机获得理想圆形磁链轨迹。相较于SPWM技术，SVPWM技术能显著减少绕组电流波形中的谐波成分，降低电机转矩脉动，并使旋转磁场更接近圆形，同时提高了直流母线电压的利用率，便于实现数字化控制。

永磁同步电机的控制原理涉及三相电流通入电机定子的三相对称绕组，电流合成幅值不变的旋转磁动势，形成圆形旋转磁动势轨迹。通过将三相绕组抽象为A、B、C绕组，采用MOSFET或IGBT控制电机的半桥驱动电路，实现定子磁场的旋转。六种通断组合决定了磁场方向，同时实现了电机的正转和反转控制。电机控制过程中，必须避免长时间堵转，以防电机或电源过热。

非正弦分布的定子绕组难以在需要低转矩脉动和低噪音运行的场合应用，因为这会导致梯形波反电动势，产生转矩脉动和音频噪音。正弦波驱动则能显著减小电机转矩脉动，降低音频噪音，适用于永磁同步电机（PMSM）。

SVPWM技术的理论基础是平均值等效原理，通过组合基本电压矢量，使其平均值与给定电压矢量相等，控制电压空间矢量接近理想圆形旋转轨迹，进而逼近理想磁通，并由两者的比较结果决定逆变器的开关状态，形成PWM波形。

在SVPWM控制中，直流母线侧电压、逆变器输出的三相相电压在时间相位互差120°的三相平面静止坐标系中变化。定义三个电压空间矢量，它们的方向始终在各相轴线上，大小随时间按正弦规律变化。通过八个基本矢量（包括六个非零矢量和两个零矢量）的组合，可以合成理想磁通圆，实现电机控制。

通过计算和调整各基本矢量的工作时间，可以得到PWM占空比。SVPWM技术的关键在于合理分配零矢量时间，避免圆形电压失真，实现理想磁通的逼近。这需要精确计算和控制，以确保电机运行性能和效率。直观理解SVPWM技术，可以借助专业视频资源，帮助深入理解其工作原理和应用。

SPWM和SVPWM是什么？

1. SPWM（Sinusoidal PWM）技术是一种广泛应用的PWM（Pulse Width Modulation）技术。该技术基于一个原理：具有不同形状但面积相等的脉冲，当作用于具有惯性的系统时，会产生相同的效果。基于这一原理，SPWM通过控制逆变电路中开关器件的通断，生成脉冲宽度随正弦规律变化的PWM波形。这种波形在面积上与正弦波等效。通过调整调制波的频率和幅值，可以改变输出电压的频率和幅值。

2. SVPWM（Sinusoidal Voltage Pulse Width Modulation）的核心思想是以三相对称电动机定子在理想磁链圆上的运动为基准。它通过在三相逆变器中切换不同的开关模式来形成PWM波，以实际磁链矢量追踪准确磁链圆。与传统的SPWM方法不同，后者是从电源的角度出发，旨在生成一个可调频调压的正弦波电源。SVPWM则将逆变系统和异步电机视为一个整体，模型更为简单，更适合实时控制。

扩展资料：

SPWM工作原理：连续函数可以用无数个离散函数逼近或替代。因此，可以设想用多个不同幅值的矩形脉冲波来逼近正弦波。在一个正弦波半周期内，可以分割出多个等宽不等幅的矩形波（假设分为12个）。如果每个矩形波的面积与正弦波在该时间段内的面积相等，这些矩形波的合成面积将等于正弦波的面积，即具有等效作用。为了提高等效精度，矩形波的数量应越多越好。然而，矩形波的数量受到开关器件开关频率的限制。

百度百科—SPWM

百度百科—SVPWM

NPC三电平逆变器SVPWM调制基本原理

本文详细阐述了NPC三电平逆变器SVPWM调制的基本原理。首先介绍NPC三电平逆变器的结构，每相桥臂能够输出三种电压状态，合成基本电压矢量。

接着，分析基本电压矢量的分类与作用，指出零矢量、大矢量不引起中点电压偏移，而小矢量对中点电压偏移有显著影响，成对小矢量作用效果相反。

随后，讨论开关序列分配策略，将基本电压矢量所在平面分为六个大扇区，并进一步细分为六个小扇区，以减小小矢量对中点电压偏移的影响。同时，提出编码规则以最小化开关次数，优化调制过程。

接着，阐述开关时间计算方法，遵循伏秒平衡原理，以第一大扇区为参考，计算各小扇区的开关时间。

在调制信号生成部分，类比两电平SVPWM调制波与三角载波的比较方式，通过设置三角波幅值与调制波比较，生成PWM信号。

最后，介绍扇区判断方法，与两电平SVPWM调制类似。通过参考电压矢量旋转角度判断大扇区类型，并根据指定分界线判断小扇区。

文章还补充了两种实现方式：三电平SPWM调制和双载波SVPWM调制。其中，三电平SPWM调制通过比较调制信号与两种三角载波，实现桥臂输出状态的确定。双载波SVPWM调制则通过比较调制信号与上、下三角载波，直接得到桥臂输出状态。

浅析SVPWM调制技术

SVPWM：驱动电机的精密艺术

SVPWM，全称为空间矢量脉宽调制技术，其根源可追溯至交流电机驱动，它以精密的三相电流协调，构建出旋转磁场，驱动电机运转。这项技术巧妙地运用了空间矢量理论，将磁动势和电压描绘在复平面上，目标是通过六开关管的精确控制，生成非零旋转电压矢量，巧妙地规避零矢量区域，从而实现电机的高效驱动。

这个调制过程的核心在于对电压矢量的精细管理。SVPWM以恒定幅值但随时间变化的电压参考为基准，通过8种独特的基本电压矢量来逼近任意位置的参考电压。每个周期，这些矢量轮流输出，确保输出电压与参考电压同步旋转。关键步骤包括：首先，将参考电压离散化成旋转状态；其次，划分扇区，每个扇区对应一种特定的基本电压合成；接着，依据PWM原理，分配基本矢量的时间，确保它们的冲量相等；然后，运用αβ坐标变换调整矢量幅值，进一步提升精度；最后，计算每个扇区的持续时间并排列顺序，确保输出的等效性。

在工程实践中，SVPWM常采用"七段式"或"五段式"输出，通过精确切换工作状态，生成基本电压矢量和零矢量序列。扇区的时间轴揭示了PWM信号生成的动态过程，三角载波与调制波共同决定了最终的输出特性。三角载波保持恒定幅值，而调制波的计算公式因扇区而异，通过二进制编码，可以精准定位参考电压矢量所在的扇区，从而生成精确的PWM信号，驱动逆变器执行。

通过MATLAB的仿真验证，我们能够看到SVPWM技术如何将理论转化为实际，给定参考电压，系统可以合成旋转电压，划分扇区，计算中间变量，生成PWM信号，并有效地控制逆变器输出。仿真结果文件，尽管本文未能提供链接，但你可以通过相关途径获取，提取码为q4mq，期待您的深入了解。

技术的精进，源于对细节的把控。SVPWM，驱动电机的精密工程，值得我们深入探索和学习。

三电平SVPWM学习

三电平SVPWM原理与性能优化

三电平SVPWM是一种逆变器技术，其相较于两电平SVPWM，具有更低的开关应力、更小的开关损耗、以及更接近正弦波的输出电压波形，主要得益于其调制算法的优化。模型设计与实现过程可关注公众号“浅谈电机控制”，留下邮箱，模型将发送至邮箱。

三电平逆变器结构与原理

三电平逆变器由3个桥臂组成，每个桥臂包含4个开关管，并带有中性线，通过不同开关组合实现三电平电压输出。具体原理图如图1所示。三电平每相电压有3个电平，通过27个电压矢量组合实现，每相电压同时为零时，输出电压矢量为零。

三电平SVPWM核心技术介绍

三电平SVPWM的核心在于扇区判断、区域判断与时间状态分配。在每个扇区内，根据参考电压矢量位置，划分出小扇区，判断其所在区域。选择短矢量作为每个采样周期的起始矢量，确保在电压矢量变化时，只有一对桥臂动作，避免反向转矩和脉动，实现高效控制。

三电平与两电平SVPWM波形对比

三电平SVPWM相较于两电平SVPWM，不仅在波形接近度、电压利用率、谐波含量上表现出优势，而且在开关应力和开关损耗上显著降低。三电平电路具有高效率、低EMI、适用于大容量高电压场合等优点，但同时存在开关器件数量增加、控制复杂性和电位不平衡问题。

总结

三电平SVPWM技术提供了在电机直接转矩控制中的高效性能，通过减少开关应力、降低损耗、优化输出波形等手段，实现对电机的精准控制。在应用中需权衡其优点与挑战，例如采用二极管钳位式作为主电路拓扑结构，以实现三电平逆变器的高效稳定运行。

PLECS TI C2000嵌入式代码生成 应用范例13（122）：并网三电平NPC逆变器的SVPWM控制

并网三电平NPC逆变器的SVPWM控制与嵌入式代码生成应用概述

该文章介绍了使用空间矢量脉宽调制（SVPWM）和中性点平衡技术在电流闭环中对并网三电平NPC逆变器的仿真。此演示模型展示了如何在使用德州仪器（TI）C2000 MCU的PLECS嵌入式编码器上实现典型工作流程。结合PLECS RT Box，可以直接验证MCU的性能。

电源电路包括通过LCL滤波器连接到电网的三相NPC逆变器。当“Sun”处于标称辐射水平时，直流输入提供800 V的全电压。两个直流电容器分别向逆变器的上半部分和下半部分提供输入。SVPWM算法中包含了中性点平衡技术。

控制部分包含两个闭环d-q电流控制器和带中性点平衡方案的三电平SVPWM。控制器模型中实现了ADC和PWM块，将直流链路电压、交流电流、交流电压和滤波电容器电流的测量引入到模型环境中。

在“Controller”子系统中，实现了两个闭环d-q电流控制器和带中性点平衡方案的三电平SVPWM。它包含来自TI C2000目标组件库的ADC和PWM块。SVPWM方案中有三个NPC支路（相位u、v和w），每个支路包含四个开关，通过控制这四个开关，逆变器输出允许三种不同的电压水平。

中性点平衡技术基于主动控制中性点电流。该技术基于在SVPWM矢量图中操纵零矢量对以平衡中性点。

配置TI C2000目标库组件时，SVPWM调制器的输出以占空比的形式提供给PWM块作为输入，配置包括载波类型、载波频率和消隐时间参数。通过RT Box启动板接口板上的dip开关“DI-29”可以启用或禁用PWM信号。

仿真部分展示了如何将“Controller”子系统直接转换为TI 28379D启动板的目标特定代码。在实时模型运行中，观察实时波形，调整MCU中控制程序的参数。

结论部分总结了此模型演示了支持TI C2000 MCU嵌入式代码生成的并网NPC逆变器系统的实现。

SVPWM是怎么让电机反转的？

SVPWM是一种空间矢量脉宽调制技术，它通过控制逆变器的开关状态，实现电机转矩和转速的控制。

要实现电机的反转，只需要改变SVPWM的调制信号的极性即可。

SVPWM的实现过程中，通过比较参考电压矢量和实际电压矢量的角度，来决定逆变器的开关状态。

当参考电压矢量的角度在第四象限时，实际电压矢量的角度应该在第二象限，此时电机反转。

只需要在调制信号中加入一个负的偏移量，使参考电压矢量的角度始终处于第二象限，即可实现电机的反转。

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