SVPWM三相电压(电流)分析【过程分析】

SVPWM的原理讲解SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种基于空间矢量的脉宽调制技术，用于控制交流电机的三相逆变器。

它在电机控制中广泛应用，具有高效、低失真和高精度的优点。

本文将从原理、工作原理和优点三个方面对SVPWM进行详细介绍。

一、原理SVPWM的基本原理是将三相电压分解为alpha轴和beta轴的两个独立分量，然后根据alpha和beta的大小和相位差计算得到一个空间矢量，最后根据空间矢量的方向和大小来确定控制电压波形。

通过合理的调节控制电压的大小和频率，可以实现对电机的精确控制。

二、工作原理1. 坐标变换：将三相电压转换为alpha轴和beta轴的分量，通过如下公式计算得到alpha和beta：alpha = 2/3*Va - 1/3*Vb - 1/3*Vcbeta = sqrt(3)/3*Vb - sqrt(3)/3*Vc2. 空间矢量计算：根据alpha和beta的大小和相位差计算得到空间矢量。

空间矢量的方向和大小决定了逆变器输出电压的形状和频率。

3.脉宽调制：根据空间矢量的方向和大小来确定脉冲的宽度和频率。

通常，采用时间比较器和斜坡发生器来实现脉冲宽度调制，使得逆变器输出的脉冲宽度能够跟随空间矢量的变化。

4.逆变器控制：将调制好的脉宽信号通过逆变器输出到交流电机。

逆变器通过控制脉冲宽度和频率来改变输出电压的形状和频率，从而实现对电机的精确控制。

三、优点1.高效：SVPWM技术能够将三相电压转换为整数变化的脉宽信号，减少了功率器件的开关次数，提高了逆变器的转换效率。

2.低失真：SVPWM技术能够通过精确控制脉冲宽度和频率来改变输出电压的形状和频率，减小了电机输出的谐波失真，提高了电机的运行效果和负载能力。

3.高精度：SVPWM技术能够实现对电机的精确控制，通过调整输出电压的波形和频率，可以实现电机的恒转矩和恒转速控制，提高了电机的控制精度和稳定性。

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。

三相电压型SVPWM整流器仿真研究一、概述随着电力电子技术的快速发展，三相电压型SVPWM（空间矢量脉宽调制）整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在新能源发电、电机驱动、电网治理等领域得到了广泛应用。

SVPWM技术以其独特的调制方式，能够实现输出电压波形的高精度控制，提高整流器的电能转换效率，降低谐波污染，成为现代电力电子技术的研究热点。

三相电压型SVPWM整流器的基本工作原理是通过控制整流器的开关管通断，将交流电源转换为直流电源，为负载提供稳定、可靠的直流电能。

在SVPWM调制策略下，整流器能够实现对输入电压、电流的高效控制，使电网侧的功率因数接近1，从而减小对电网的谐波污染，提高电能质量。

为了深入了解三相电压型SVPWM整流器的性能特点，本文将对其仿真研究进行深入探讨。

通过建立整流器的数学模型，利用仿真软件对其进行仿真分析，可以直观地了解整流器在不同工作条件下的运行特性，为实际工程应用提供有力支持。

仿真研究还可以为整流器的优化设计、参数选择等提供理论依据，推动三相电压型SVPWM整流器技术的进一步发展。

三相电压型SVPWM整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在现代电力电子技术中具有重要的应用价值。

通过仿真研究，可以深入了解其性能特点，为实际应用提供有力支持，推动相关技术的不断发展。

1. 研究背景：介绍三相电压型SVPWM整流器的研究背景及其在电力电子领域的应用价值。

能源转换效率的提升：在当前的能源结构中，电力是最主要的能源形式之一。

电力在传输和分配过程中往往存在损耗和污染。

三相电压型SVPWM整流器作为一种能够实现AC（交流）到DC（直流）高效转换的装置，能够显著提高能源转换效率，降低能源浪费，从而满足日益增长的能源需求。

电网稳定性的改善：随着可再生能源的快速发展，电网的稳定性问题日益突出。

三相电压型SVPWM整流器具有快速响应和精准控制的特点，能够有效地改善电网的电能质量，提高电网的稳定性。

三相SVPWM相电压基波幅值介绍在三相交流电系统中，SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常用的控制技术，用于产生三相电压波形。

在SVPWM中，通过调整矢量的幅值和角度来控制输出电压的基波幅值。

本文将详细介绍三相SVPWM相电压基波幅值的计算方法和相关概念。

相电压基波幅值计算方法在三相SVPWM中，输出电压可以表示为三个正弦波信号的和。

为了计算相电压基波幅值，我们需要首先计算每个正弦波信号的基波分量。

步骤1：确定矢量模式根据所需输出电压的特性和要求，选择合适的矢量模式。

常见的矢量模式有零矢量、正序矢量和负序矢量等。

步骤2：计算每个正弦波信号的基波分量根据所选矢量模式，在一个周期内将输出电压分解为若干个正弦波信号。

每个正弦波信号都具有不同的频率和幅值。

步骤3：计算相电压基波幅值将每个正弦波信号的基波分量相加，即可得到相电压的基波幅值。

这个值表示了输出电压的主要频率成分。

相关概念矢量模式矢量模式是SVPWM中用于描述输出电压矢量方向和大小的概念。

根据所选矢量模式，输出电压可以以不同的方式组合。

常见的矢量模式有： - 零矢量：输出电压为零，用于实现无功功率控制或空载状态。

- 正序矢量：输出电压具有相同幅值和频率，用于实现正常工作状态。

- 负序矢量：输出电压具有相反的相位和频率，用于实现逆变器工作状态。

正弦波信号正弦波信号是一种周期性变化并且具有恒定频率、振幅和相位的信号。

在三相SVPWM中，输出电压可以看作是由多个正弦波信号叠加而成。

每个正弦波信号都可以表示为以下形式：V(t)=A⋅sin(2πft+ϕ)其中，V(t)表示时刻t的电压值，A表示振幅，f表示频率，ϕ表示相位。

基波分量在SVPWM中，输出电压可以分解为多个正弦波信号的和。

每个正弦波信号都具有不同的频率和幅值。

基波分量是指每个正弦波信号中的主要频率成分。

计算相电压基波幅值时，只考虑这些基波分量。

基于空间矢量控制（SVPWM）技术的三相电压型整流器设计作者：佚名来源：本站整理发布时间：2010-9-9 10:54:01 [收藏] [评论]传统的变压整流器和非线性负载的大量使用使电网中电流谐波含量较高，对飞机供电系统和供电质量造成很大影响。

消除电网谐波污染、提高整流器的功率因数是电力电子领域研究的热点。

空间矢量PWM(SVPWM)控制具有直流侧电压利用率高、动态响应快和易于数字化实现的特点。

本文采用空间矢量技术对三相电压型整流器进行研究，使其网侧电压与电流同相位，从而实现高功率因数整流。

1 空间矢量控制技术SVPWM控制技术通过控制不同开关状态的组合，将空间电压矢量V控制为按设定的参数做圆形旋转。

对任意给定的空间电压矢量V均可由这8条空间矢量来合成，如图1所示。

任意扇形区域的电压矢量V均可由组成这个区域的2个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。

这几个矢量的作用时间可以一次施加，也可以在一个采样周期内分多次施加。

也就是说，SVPWM通过控制各个基本空间电压矢量的作用时间，最终形成等幅不等宽的PWM脉冲波，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转。

主电路功率开关管的开关频率越高，就越逼近圆形旋转磁场。

为了减少开关次数，降低开关损耗，对于三相VSR某一给定的空间电压矢量，采用图2所示的合成方法。

在扇区I中相应开关函数如图3所示。

零矢量均匀地分布在矢量的起、终点上，除零矢量外，由V1、V2、V4合成，且中点截出2个三角形。

一个开关周期中，VSR上桥臂功率开关管共开关4次，由于开关函数波形对称，谐波主要集中在整数倍的开关频率上。

2 直接电流控制策略三相VSR的电流控制策略主要分为直接电流控制和间接电流控制。

直接电流控制采用网侧电流闭环控制，提高了网侧电流的动、静态性能，并增强电流控制系统的鲁棒性。

而在直接控制策略中固定开关频率的PWM电流控制因其算法简单、实现较为方便，得到了较好应用，在三相静止坐标系中，固定开关频率的PWM电流控制电流内环的稳态电流指令是一个正弦波信号，其电流指令的幅值信号来源于直流电压调节器的输出，频率和相位信号来源于电网;PI电流调节器不能实现电流无静差控制，且对有功电流和无功电流的独立控制很难实现。

三电平SVPWM算法研究及仿真三电平SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常见的电力电子转换技术，用于控制三相逆变器或变频器输出的电压波形。

本文将着重研究三电平SVPWM算法，并进行仿真评估。

首先，我们来介绍三电平SVPWM算法的原理。

它基于矢量控制（Vector Control）理论，通过在三相逆变器的输出电压空间矢量图上选择合适的电压矢量，以实现所需的输出电压。

1.获取输入信号：通过采样电网电压和电网电流，获取输入信号的相位和幅值。

2.电网电压矢量合成：将电网电压坐标变换到α-β坐标系，然后将三相电压矢量转换为α-β坐标系下的矢量。

3. 电机电流转换：通过坐标变换将α-β坐标系下的矢量转换为dq 坐标系下的矢量，其中d轴是电机电流的直流分量，q轴是电机电流的交流分量。

4. 电机电流控制：通过PI控制器对dq坐标系下的电机电流进行控制，以实现所需的电机电流。

5.电网电压生成：通过逆变器控制器生成电网输出电压的矢量。

6.SVM模块选择：根据电网电压矢量在α-β坐标系下的位置，选择合适的SVM模块进行控制。

7.输出PWM波形：根据选择的SVM模块，将PWM波形通过逆变器输出到电网上。

接下来，我们将进行三电平SVPWM的仿真评估。

仿真环境可以使用Matlab/Simulink或者PSCAD等软件。

首先，我们需要建立三电平逆变器的模型，包括电网电压、逆变器、电机等组成部分。

然后，编写三电平SVPWM算法的仿真程序。

在仿真程序中，通过输入电网电压和电机负载等参数，我们可以模拟电网电压和电机电流的变化情况。

然后，根据三电平SVPWM算法，计算逆变器输出的PWM波形，并将其作为输入给逆变器，从而实现对电网电压和电机电流的控制。

最后，通过仿真结果分析三电平SVPWM算法的性能，包括输出波形的失真程度、功率因数、谐波含量等。

并与传统的两电平SVPWM算法进行对比，评估其性能优势。

三相svpwm整流电路三相SVPWM整流电路是一种常用的电力电子装置，广泛应用于交流电到直流电的转换过程中。

它通过控制电路中的功率晶体管，使得输出电压的波形能够尽可能接近纯直流电压，从而满足工业和民用领域对直流电的需求。

在三相SVPWM整流电路中，SVPWM是指空间矢量脉宽调制技术（Space Vector Pulse Width Modulation），它是一种通过调节脉冲宽度的方式来实现对交流电压的控制。

通过合理的脉冲宽度调制，可以使得输出的电压波形更加接近于直流电压，从而提高整流效率和减小输出的谐波含量。

三相SVPWM整流电路的基本原理是将输入的三相交流电压转换为直流电压输出。

它由三个单相全桥逆变器组成，每个逆变器由两个功率晶体管和两个反并联的二极管组成。

逆变器的输入端接收来自三相交流电源的输入信号，经过SVPWM调制后，控制逆变器中的晶体管开关，使得输出电压的波形接近于直流电压。

在SVPWM调制过程中，需要确定一个虚拟矢量和一个参考矢量，通过对虚拟矢量和参考矢量之间的插值来生成实际的输出电压。

虚拟矢量是通过对三相交流电压进行矢量分解得到的，而参考矢量是由控制算法确定的。

通过对虚拟矢量和参考矢量之间的插值，可以得到实际的输出电压波形。

SVPWM调制技术具有高精度、高可靠性和高效率等优点，能够有效地降低电压和电流的谐波含量，提高整流电路的功率因数和效率。

同时，SVPWM调制技术还可以实现对输出电压的精确控制，使得输出电压的幅值和频率可以根据实际需求进行调节。

在实际应用中，三相SVPWM整流电路广泛应用于电力电子变流器、电动机驱动器、UPS电源、电网接入逆变器等领域。

它不仅可以实现对交流电到直流电的转换，还可以实现对电压和电流的精确控制，满足不同领域的电力需求。

总结起来，三相SVPWM整流电路是一种通过控制脉冲宽度来实现对交流电压的转换和控制的电力电子装置。

它具有高精度、高效率和高可靠性的特点，在工业和民用领域有着广泛的应用前景。

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。

SVPWM算法原理及详解SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)是一种用于交流电机驱动的高级PWM调制技术。

该技术可以有效地提高三相交流电机的转速控制精度，并降低谐波含量，从而实现高效能的电机驱动控制。

SVPWM基于矢量控制的思想，在空间矢量和时域之间建立起一个映射关系，从而决定三相电压的高低电平。

在SVPWM中，将输入电压看做一个旋转矢量，通过改变矢量的方向和幅值，来实现对电机的控制。

具体来说，SVPWM将电压空间矢量分解为两个分量：直流分量和交流分量，并通过控制这两个分量的比例和相位差来实现对电机的控制。

SVPWM的核心思想是将输入电压矢量按照一个特定的频率进行旋转，并根据电机当前的电角度来确定矢量的方向和幅值。

在SVPWM中，输入电压矢量可以分解为六个基本矢量，分别为0度、60度、120度、180度、240度和300度。

这六个基本矢量可以通过变换和组合得到任意方向和幅值的矢量，从而实现对电机的控制。

在SVPWM中，通过改变两个交流分量的比例和相位差来实现对电机的控制。

具体来说，将输入电压矢量分解为一个垂直于交流分量的直流分量和一个平行于交流分量的交流分量。

交流分量决定了电机的转速，而直流分量则决定了电机的转矩。

通过控制这两个分量的比例和相位差，可以实现对电机驱动的精确控制。

SVPWM的优点是具有较好的动态响应性能和高调制精度。

通过调整矢量的方向和幅值，SVPWM可以实现对电机的精确控制，并且可以在不同速度下保持较低的谐波含量。

此外，SVPWM还可以提高电机的功率因数，降低电机的损耗和噪音。

然而，SVPWM也存在一些限制。

首先，SVPWM需要较为复杂的运算，因此对控制器的计算能力要求较高。

其次，SVPWM对电机的参数误差和非线性影响较为敏感，需要进行较多的校正和补偿。

总结来说，SVPWM是一种基于矢量控制思想的高级PWM调制技术，通过改变矢量的方向和幅值来实现对电机的控制。

SVPWM调制技术的基本原理和推导流程一、引言SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常用于交流电机驱动系统中的调制技术。

它通过控制电压矢量的合成方式，实现对电机电压的精确控制，从而实现对电机输出转矩和速度的控制。

本文将介绍SVPWM的基本原理和推导流程，并深入探讨其在电机驱动系统中的应用。

二、SVPWM的基本原理SVPWM是一种综合了空间矢量理论和PWM调制原理的调制技术。

其基本原理是将三相电流控制转换为三相电压控制，通过改变电压矢量的合成方式来控制电机的输出。

具体原理如下：1.将三相电流转换为空间矢量：将三相电流变换成一个空间矢量，表示为一个旋转矢量。

该空间矢量由两个独立的矢量分量组成，一个是等幅值的正序矢量，表示直流分量，另一个是相位延迟120°的负序矢量，表示交流分量。

2.合成电压矢量：通过改变正序和负序矢量的合成方式，得到与期望输出转矩和速度匹配的合成电压矢量。

合成电压矢量的方向和幅值决定了所控制的三相电机的输出状态。

3.PWM调制：根据合成电压矢量，使用PWM技术对电机供电进行调制。

将合成电压矢量转换为适合驱动三相电机的高频脉冲信号，控制电机的输出转矩和速度。

三、SVPWM的推导流程下面将以三相三线制逆变器为例，推导SVPWM的具体流程：1. 定义输入信号假设三相三线制逆变器的输入信号为：正向序列的期望电流 (I_{ref}) 和方向(θ_{ref})，负向序列的相位(θ_{ref}-120°) 和(θ_{ref}-240°)。

2. 转换为空间矢量根据输入信号，将正向序列的电流 (I_{ref}) 和相位(θ_{ref}) 转换为空间矢量表示。

正向序列的空间矢量为：[V_{ref_α} = I_{ref} cos(θ_{ref})] [V_{ref_β} = I_{ref} sin(θ_{ref})]负向序列的空间矢量为：[V_{ref_{-β}} = I_{ref} sin(θ_{ref}-120°)] [V_{ref_{-α}} = I_{ref} cos(θ_{ref}-120°)]3. 合成电压矢量将正向序列的空间矢量(V_{ref_α}) 和(V_{ref_β}) 与负向序列的空间矢量(V_{ref_{-β}}) 和 (V_{ref_{-α}}) 进行合成，得到合成电压矢量(V_{ref_1})、(V_{ref_2}) 和 (V_{ref_0})：[V_{ref_1} = V_{ref_α} + V_{ref_{-β}}] [V_{ref_2} = V_{ref_β} +V_{ref_{-α}}] [V_{ref_0} = - V_{ref_1} - V_{ref_2}]4. 对合成电压矢量进行坐标变换将合成电压矢量的α、β 坐标系转换为直角坐标系，得到合成电压矢量的(V_{ref_x}) 和 (V_{ref_y})：[V_{ref_x} = V_{ref_2}] [V_{ref_y} = V_{ref_1} - V_{ref_0}]5. 计算电压矢量的幅值和角度根据合成电压矢量的 (V_{ref_x}) 和 (V_{ref_y})，计算合成电压矢量的幅值(V_{ref}) 和相位角(θ_{ref})：[V_{ref} = ] [θ_{ref} = ()]6. 计算每个扇区的占空比根据合成电压矢量的相位角(θ_{ref})，判断它在哪个扇区内，并计算该扇区的占空比：•扇区1：(0° θ_{ref} < 60°)占空比：–T1：(d = )–T2：(0)–T0：(1 - d)•扇区2：(60° θ_{ref} < 120°)占空比：–T1：(-d = -)–T2：(d + 1)–T0：(0)•扇区3：(120° θ_{ref} < 180°)占空比：–T1：(d = )–T2：(1)–T0：(d + 1)•扇区4：(180° θ_{ref} < 240°)占空比：–T1：$-d = -$–T2：(0)–T0：(1)•扇区5：(240° θ_{ref} < 300°)占空比：–T1：(d = )–T2：(0)–T0：(1 - d)•扇区6：(300° θ_{ref} < 360°)占空比：–T1：(-d = -)–T2：(d + 1)–T0：(0)7. 实现PWM调制根据每个扇区的占空比，使用PWM技术对电机供电进行调制，生成适合电机驱动的高频脉冲信号。

试论基于SVPWM技术的三相变频变幅逆变电源摘要：在现在国内模拟电源领域，模拟电源仍是一个正在持续发展的阶段，大家在摸索着前进，故模拟电源在使用过程中存在许多问题，本文从空间矢量脉宽调制算法出发，试论一种基于 SVPWM 技术的三相变频变幅逆变电源。

通过对此实验结果的相关测试参数表明，基于 SVPWM 技术的三相变频变幅逆变电源不仅提高了电流的电压，也同时降低了相关器件的损耗。

由此可见，基于SVPWM技术的三相变频变幅逆变电源具有着非常好的发展前景。

关键词：SVPWM技术三相变频变幅逆变电源;引言随着中国经济的发展，更加重视可持续发展，对环境要求越来越高，推崇低碳、绿色、环保。

所以像基于SVPWM技术的三相变频变幅逆变电源这种新兴技术是重点研究对象，因为该技术的广泛运用可以实现更低的能量消耗和更高的使用效率，一旦投入使用，也将实现更高的经济价值。

所以，该技术值得大力投入人力和物力研究。

1、SVPWM技术简介SVPWM是近几年新兴发展的一种电源控制方法，这种电源控制方式主要是由特定的六个不同功率的开关元件组成的逆变器，再由这些功率元件组成独特的开关模式。

这种开关模式产生的调制波，是目前可以正常传输的电流波中最理想的正弦波形。

因为它的矢量PWM与之前研究输出的正弦PWM存在着很大的不同，它的出发点是三相输出电压的整体效果，与传统的SPWM技术相比较，其组成的电流波形和电机转矩脉动都得到了很大的改善，旋转磁场也更加理想化，它很大程度的提高整个直流母线电流电压的使用效率，而且更加容易实现信息化。

同时SVPWM技术可以实现每个小区间的开关每次开关时只需要一个器件，所以可以降低开关的损耗；再者SVPWM技术是利用电压空间矢量直接生成三相PWM波，计算简单。

SVPWM技术使用的逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比一般的SPWM逆变器输出电压高15%。

2、总体方案SVPWM 主要依据于平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与既定电压矢量相等。

三相逆变器SVPWM一．前言牵引逆变器可以分为电压源型和电流源型两种，为同步电机供电的大多采用电流源型逆变器，为异步电机供电的大多采用电压源型逆变器，我国交流传动电力机车和高速动车组全部采用电压源型逆变器。

根据列车的牵引/再生制动特性曲线可知，机车工作分为恒牵引动力起动和恒功率运行两个阶段。

由于起动阶段电机工作在低频率区，为了减少谐波，逆变器采用PWM控制技术；恒功率运行时由于电机工作效率较高，逆变器采用方波控制。

本文针对机车牵引常用的两电平电压源型逆变器就SVPWM控制方式进行一些相关讨论。

二．理论分析传统的SPWM控制技术主要着眼于使逆变器输出电压尽量接近正弦波，对电流波形一般只能采取间接控制。

而在实际应用中，异步电机需要输入电流尽量接近正弦波，从而在空间上形成圆形旋转磁场，产生稳定的电磁转矩。

如果对准这一目标，按照跟踪圆形磁场来控制PWM电压，那么控制效果就会更直接;这就是“磁链跟踪控制”的基本思想。

磁链的轨迹是靠电压空间矢量相加得到的，所以这种方法又叫做“电压空间矢量调制”，即SVPWM。

SVPWM技术最初是应用在电机调速领域的，后来扩展成为一种在整流/逆变领域应用广泛的PWM 方法。

2.1 电压空间矢量的概念电压空间矢量是按照电压所加在绕组的空间位置来定义的。

电动机的三相定子绕组可以定义一个三相平面静止坐标系，如图2-1图2-1 电压空间矢量这是一个特殊的坐标系，A 、B 、C 分别表示在空间静止不动的电机定子三相绕组的轴线，它们在空间互差120度，三相定子相电压A U 、B U 、C U 分别加在三相绕组上，可以定义三个电压空间矢量AO U 、BO U 、CO U 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度。

假设为相电压有效值，f 为电源频率，则有:()()ft U t U A πφ2cos 2=()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=322cos 2ππφft U t U B()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=322cos 2ππφft U t U C假设单位方向矢量π32j p =，则三相电压空间矢量相加的合成空间矢量()t U 就可以表示为：()()()()[]ft f C B A e U t U p t U p t U t U πφ22232⋅=⋅+⋅+=可见()t U 是一个旋转的空间矢量，它的幅值不变，为相电压峰值;当频率不变时，以电源角频率w=2为电气角速度做恒速同步旋转，哪一相电压为最大值时，合成电压矢量就落在该相的轴线上。

安徽工程大学毕业设计（论文）毕业设计（论文）三相电压型SVPWM整流器控制策略研究摘要常规整流环节广泛采用的二极管整流电路和晶闸管相控整流电路对电网注入了大量谐波，给电网造成污染。

三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、高功率因数、低谐波污染、能量双向流动等优点，在电力系统有源滤波、无功补偿以及交直流传动系统等领域，具有越来越广阔的应用前景。

本文详细阐述了PWM整流器的工作原理，建立了基于三相静止坐标系以及两相坐标系的低频和高频数学模型，并选择了三相电压型PWM整流器作为本文主要研究对象。

电压空间矢量调制(SVPWM)控制方法能够获得更高的电压利用率，同时可使可有效减小电流谐波。

文中对三相电压空间矢量的原理和如何实现作了详细的分析，选择了谐波含量相对小的矢量排序策略。

在电流控制方案上，提出了dq坐标系下的固定开关频率的直接电流控制策略，同时在控制中实现电流的解耦控制，以及输入电网电压的前馈，使得系统具有更好的动态性能和稳定性，并通过进行闭环系统的仿真验证了方案的可行性。

在进行三相电压型PWM整流器系统的仿真研究中，建立主电路、空间电压矢量PWM控制模块及PI控制调节器的仿真模型，并深入对三相电压型PWM整流器的谐波含量进行分析，研究主电路参数对系统跟随性和稳定性的影响。

关键字：PWM整流；SVPWM调制；直接电流控制；仿真研究贾佳：三相电压型SVPWM整流器控制策略研究Research on Control Strategy of the Three-phase Voltage SVPWMAbstractThe conventional rectifier section widely consists of diode-rectifier circuit and phase-control thyristor rectifier,which injects large amounts of harmonics into the power networks and produces much contamination.The three-phase voltage-source PWM reetifier(VSR) have the characteristics of constant direet voltage,high power factor,small harmonic pollution,bidirectional power flow，so they have more and more application perspective in active filtering,reaetive-load compensation and motor control systems.The principle of single-phase voltage-source PWM rectifier was introduced in details,constructing the high and low-frequency mathematical model based on the three-phase static coordinate system and the two-phase synchronous rotating coordinate system from the poinit of the topology of the main circuit,and select the three-phase voltage-source PWM rectifier as this major study.With the voltage space vectors pulsewidth modulation,we can get higher usage of the voltage,at the same time it can effectively reduce the current harmonics.In this paper,the principle of three- phase voltage space vector and the specific implementation were analyzed in details,choosing the vector sequencing strategy with relatively small harmonic content.As to the current control scheme,this paper propose a directly current control scheme,which with fixed switching frequency in dq rotation reference frame.And also, we introduce current decoupling input voltage feedback,which makes the system more stable and faster response,and through the closed loop system simulation to verify the feasibility of this current control scheme.In the research of the system of the three-phase voltage-source PWM rectifier an, eastblish the main circuit,simulate module of the voltage space vectors pulsewidth modulation and simulate model of PI contorl conditioner,then analyzed deeply in the vector sequencing strategy of three-phase voltage-source PWM reetifier,deliberate the main circuit parameters on dynamic characteristics and static characteristics in the system.Key words:PWM rectifier;SVPWM modulation;direct current control;simulate research安徽工程大学毕业设计（论文）目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题的研究背景与意义 (2)1.1.1 谐波的危害和抑制 (3)1.1.2 功率因数校正技术 (3)1.2PWM整流器国内外研究现状 (3)1.3 电压型PWM整流器的控制技术 (5)1.4本文的主要研究内容和重点 (6)第2章PWM整流器的原理、拓扑和数学模型 (7)2.1PWM整流器的基本原理 (7)2.2PWM整流器的拓扑结构 (9)2.2.1 单相全桥PWM整流器拓扑结构 (9)2.2.2 三相半桥PWM整流器拓扑结构 (10)2.3 三相电压型PWM整流器的数学模型 (12)2.3.1ABC静止坐标系下的低频数学模型 (12)2.3.2两相坐标系下的低频数学模型 (14)2.3.3 基于开关函数定义的高频通用数学模型 (17)2.3.4 两相坐标系的PWM整流器高频数学模型 (19)2.4本章小结 (21)第3章三相电压型PWM整流器的控制 (21)3.1 三相电压型PWM整流器的电流控制策略 (21)3.1.1 间接电流控制 (22)3.1.2 直接电流控制 (22)3.2 三相电压型PWM整流器的SVPWM调制方法 (24)3.2.1 三相VSR的电压空间矢量分布 (24)3.2.2 电压空间矢量的合成和作用时间的分配 (26)3.3SVPWM调制算法的实现和仿真 (28)3.3.1 扇区的判定和作用时间的计算 (29)3.3.2 电压空间矢量的排序和三相PWM波的生成 (31)3.3.3三相VSR的SVPWM调制算法的模型 (34)3.4 本章小结 (34)第4章三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (35)4.1 主电路参数设计 (35)4.1.1 交流侧电感的设计 (35)4.1.2 直流侧电容的设计 (38)4.2 电压空间矢量控制的三相VSR的仿真研究 (40)4.2.1 三相VSR在dq坐标系下的电流解耦控制 (40)4.2.2 三相VSR整流状态下的仿真研究 (42)4.3 本章小结 (43)贾佳：三相电压型SVPWM整流器控制策略研究结论与展望 (44)致谢 (46)参考文献 (47)附录 (47)附录A (47)附录B (48)附录C (57)安徽工程大学毕业设计（论文）插图清单图2—1 PWM整流器模型电路 (7)图2—2 PWM整流器交流侧等效电路 (8)图2—3 PWM整流器交流侧电压波形 (8)图2—4 (a)整流状态矢量图(b)逆变状态矢量图 (8)图2—5 PWM整流器四象限运行原理图 (9)图2—6 单相全桥电压型PWM整流器拓扑结构 (9)图2—7 三相半桥电压型PWM整流器拓扑结构 (10)图2—8 PWM整流器输入侧等效电路和向量图 (10)图2—9PWM整流器交流侧矢量方程的空间矢量图 (14)图2—10 αβ—dp坐标系的变换关系 (16)图2—11 三相PWM整流器开关模型简图 (17)图2—12 三相PWM整流器高频等效电路 (19)图2—13 三相PWM整流器在dq坐标系下的高频等效电路 (20)图3—1 三相VSR电压空间矢量分布图 (25)图3—2 电压空间矢量的合成 (26)图3—3 传统输入相电压的区间划分 (28)图3—4 判断电压矢量所在区间的条件 (28)图3—5 改进方案的区间划分 (29)图3—6 扇区号N实际对应的各扇区情况 (29)图3—7 区间I电压空间矢量的合成 (30)图3—8 电压空间矢量的排序策略 (32)图3—9 电压空间矢量PWM调制方式 (33)图3—10 SVPWM调制仿真模型 (34)图4—1 系统设计框图 (35)图4—2 直流侧电压阶跃突变时的等效电路图 (39)图4—3 三相PWM整流器电流内环解耦控制原理图 (41)图4—4 三相VSR的直接电流整流仿真模型 (42)图4—5A相电网电压和电流波形输出相位波形 (43)图4—6 常规PI控制时的输出直流电压波形 (43)贾佳：三相电压型SVPWM整流器控制策略研究插表清单表3—1 不同开关组合时的电压值 (25)表3—2 各扇区号对应的电压空间矢量的作用时间 (30)表3—3 各切换点赋值时刻 (33)安徽工程大学毕业设计（论文）引言在20世纪80年代，这一时期由于自关断器件的日趋成熟及应用，推动了PWM整流技术的应用与研究。

SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解第四修改版SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种现代化的PWM调制技术，其原理是将三相交流电压转换成一个大小和方向可调的矢量，在控制器中通过调节矢量的大小和方向来控制输出电压的大小和频率。

SVPWM的原理基于矢量空间理论，其中每个矢量代表了一种输出电压组合。

SVPWM法则推导的第一步是通过将三相电压转换成两个正交的矢量，其中一个矢量分量与输出电流的矢量分量相同，即使得输出电流分量为零。

由于正交矢量的数学性质，这种组合能够实现最大的有效值和最小的失真。

第二步是在矢量空间中生成合适的矢量序列，通过调节矢量序列的占空比和相位来控制输出电压的大小和频率。

SVPWM的控制算法主要包括三个步骤：矢量选择、矢量合成和PWM波形生成。

矢量选择即根据所需的输出电压大小和频率，选择合适的矢量组合。

矢量合成即根据矢量选择的结果，计算出每个矢量对应的占空比和相位。

PWM波形生成即根据占空比和相位，生成相应的PWM波形进行输出。

在SVPWM中，矢量选择的原则是根据输出电压的大小和频率要求，在矢量空间中选择与目标电压最接近的矢量组合。

矢量合成的法则推导过程是根据矢量组合的占空比和相位关系，通过求解矢量的相位和相位间隙，以及矢量的有效值，得到矢量合成的相关参数。

PWM波形生成的原理是根据矢量合成的结果，生成相应的占空比和相位，并通过调节PWM的控制频率来实现输出电压的大小和频率控制。

总结起来，SVPWM是一种基于矢量空间理论的现代PWM调制技术。

通过选择合适的矢量组合，并将其转换成占空比和相位，可以实现对输出电压大小和频率的精确控制。

SVPWM的控制算法包括矢量选择、矢量合成和PWM波形生成三个步骤，通过这些步骤的操作，可以实现对输出电压的高效控制。

SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种用于电力电子变换器控制的技术，常用于交流电机驱动器中。

SVPWM通过控制电压的脉冲宽度和相位来生成合成的交流电压信号，以控制电机的电流和速度。

在SVPWM中，电流是通过合成的交流电压信号来构造的。

下面是SVPWM电流构造的基本步骤：
1. 三相坐标变换：首先，将三相电流（abc坐标系）转换为两相电流（αβ坐标系）。

这可以通过三相电流与两个固定的正弦函数相乘并求和来实现。

2. 坐标变换：将两相电流（αβ坐标系）转换为旋转坐标系（dq坐标系），其中d轴与电流向量在旋转坐标系中对齐，q轴与d轴垂直。

3. SVPWM计算：在dq坐标系中，根据期望的电流矢量，使用SVPWM算法计算合成的电压矢量。

SVPWM算法基于空间矢量图，通过选择合适的电压矢量来控制电流。

4. 逆变器控制：根据计算得到的合成电压矢量，通过逆变器将合成电压转换为实际的脉冲信号。

逆变器通常使用功率开关器件（如IGBT或MOSFET）来控制电压输出。

5. 逆变器输出滤波：为了平滑输出电流，通常会在逆变器输出端添加滤波器，以去除脉冲信号中的高频成分，并获得平滑的交流电流输出。

通过这些步骤，SVPWM可以实现精确的电流控制，并具有较高的效率和性能。

它在交流电机驱动器和其他电力电子应用中得到广泛应用。