1、摘 要： 介绍了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理，详细阐述了在仿真软件 MATLAB/SIMULINK 环境下实现 SVPWM 的方法，最后给出了仿真实验结果。关键词： SVPWM; SIMULINK; MATLAB 仿真Simulation of SVPWM based on SIMULINKAbstract：The basic principle of space-vector pulse width modulation is introduced and its arithmetic is presented in detail. The arithmetic is sim
2、ulated by SIMULINK in MATLAB and the result is also given. Key words：SVPWM; SIMULINK; MATLAB simulationMATLAB 是美国 Math Works 公司的产品，是一个高级数值分析、处理与计算的软件。SIMULINK 是 MATLAB 的进一步扩展，比传统的仿真软件更直观和方便其最为显著的特点是具有控制系统模型图形组态输入与仿真功能，只需在图形窗口画出所需分析、设计的控制系统方框图，软件本身就能对模型系统进行线性化处理和动态仿真。采用 SIMULINK 仿真方法对 SVPWM 进行辅助设计，可通
3、过计算机修改参数，直到获得理想的特性为止。通过仿真研究，实现优化设计，这对高性能的变频调速系统具有一定的应用价值和现实意义。电压空间矢量控制技术是把逆变器和交流电动机视为一体，以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作，磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量实现的。目 录摘 要 第 1 章 SVPWM 的基本原理.1第 2 章 SVPWM 方法的算法.32.1 扇区判断的算法.32.2 扇区内矢量作用时间的算法.32.3 矢量切换点的算法.7第 3 章 SVPWM 的 SIMULINK 仿真.83.1 SVPWM 的各仿真模块.83.2 3s/2s 变换仿真的实现.13设计心得.16参考文
4、献.17第 1 章 SVPWM 的基本原理SVPWM 实际是对应三相电压源逆变器功率器件的一种特殊的开关触发顺序和脉宽大小的组合。按一定规律来控制逆变器三对桥臂晶体管的通断，将直流侧电压变为三相正弦电压输出。三相逆变电路如图 1 所示。将逆变桥看作理想开关，并且定义开关量 a、b、c 为 A、B、C 三相的开关状态。6 个功率晶体管受 3 组、6 个开关（1、4，3、6，5、2）的控制，其中 1 和 2、3 和4、5 和 6 之间是互锁的，即一个接通（=1）时，另一个断开（=0） ，共有 8种开关状态。根据空间矢量的定义，可以得到 8 个夹角互为 的基本控制矢量， 3、 、 、 、 、 和 2
5、 个零矢量)10(4。V)(6。 )01(2。 )(3。V)01(。 )(5。、 。8 个基本矢量的分布如图 2 所示。 7。根据矢量合成原理可知 ，在 坐标系中的任意一个矢量都可以由 8 个基本矢量中的与这一矢量相邻的两个基本矢量合成。在一个 PWM 周期 T 内，坐标系中合成矢量 作用效果和相邻的两个的两个基本矢量分别作了Vref、 的效果一致。因此只要知道了基本矢量的作用时间Txy(k=0、1、2、3、4、5、6、7)，就可以计算出脉冲宽度。k第 2 章 SVPWM 方法的算法2.1 扇区判断的算法SVPWM 信号的实时调制，需要 的二维静止坐标系 轴和 轴的分量Vref 和 以及 PW
6、M 周期 T 作为输入。u判断矢量 所处的扇区。分析 和 的关系，可得到如下的规律：ref 若 0，则 A=1，否则 A=0；若 0，则 B=1，否则 B=0；若V V30，则 C=1，否则 C=0。因此，扇区 N=A+2B+4C。32.2 扇区内非零矢量和零矢量作用时间的算法计算每个扇区内两个非零矢量和零矢量作用的时间 、 、 。为Tk10求解方便定义：，VTXde3，Yde23。VVTZde23对于不同的扇区 、 ，按表 2-1 取值。12扇区 T1Z Y -Z -X X -Y2Y -X X Z -Y -Z表 2-1 、 取值表T12、 赋值后，还要对其进行饱和判断。当 + 时，则取 =T
7、12 12T1， = 。2121T2.3 矢量切换点 Tcm1、Tcm2 、Tcm3 的算法矢量切换点的计算 Tcm1、Tcm2 、Tcm3。由图 2-1 所示。此处先以第扇区为例，可以得到矢量的切换点：，4)(21TTa，)(1ab。)2(TTbc20TA21T12AT0TTa Tb Tc图 2-1 第扇区的三相 PWM 调制模式下面分别画出第扇区和第扇区的三相 PWM 波。如图 2-2，2-3 所示。20TA21T12AT0TTa Tb Tc图 2-2 第扇区的三相 PWM 调制模式20TA21T12AT0TTa Tb Tc图 2-3 第扇区的三相 PWM 调制模式各扇区的切换点如下表 2-2 所示。扇区 Tcm1 Tb Ta Ta Tc Tc TbTcm2 Ta Tc Tb Tb Ta TcTcm3 Tc Tb Tc Ta Tb Ta表 2-2 各扇区的切换点
