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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。
徽电机MICROMOTORS Voe.54.No.1 Jan.2021第54卷第1期2021年1月PWM整流器的SVPWM快速算法和谐波分析法林蕾，莫岳平，黄畅畅(扬州大学电气与能源动力工程学院，江苏扬州225127)摘要：传统两电平空间矢量脉宽调制(Spacc Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法的流程复杂，计算量比较大。
本文从三相桥臂与调制电空比之间的关系，分离出中间变量以及自由变量，将调制算法为满足约束条件的自由变量的，并证 方法与传统SVPWM算法等效。
提出的算法不标变扇区判断，算法流程化程，计算量大量％基础上，推导了计算调制线电压的失真(THD)的解析表达，解析表分量的计算仅与占空比有关，并得到了THD与SVPWM的调制方，即与自由变量的结论%经过理论计算和实验比对，验证本文新的两电平SVPWM简化算法与电分析法的正确性%关键词：SVPWM；两电平变；电分析；统一算法；失中图分类号：TM46文献标志码：A文章编号：1001-6848(2021)01-0093-08A Unified Fast Algorithm and Analytical Voltage Harmonic Analysisfor Two-Level SPVWM RechterLINLeo，MOYuepong，HUANGChangchang(College of Electrical，Energy ann Powes Engineering of Yangzhou University，Yangzhou Jiangss225127，China)Abstract:The traditional algorithm far2--evel spxco vector pulse width modulation(SVPWM)is complicated with larae computation.In this paper，from the relationship between modulation voltage and duty ratio of three-p hase bridge am，the inteaiediata variabla s and free variabla were separated，and the modulation algorithm was tansfoamd into the selection of tea variabm satisfying the constraint conditions.It was proved thatthepaopoMed a ego aothm waMequ oea eent to the t aad ot oona eSVPWM aegoaothm.ThepaopoMed aegoaothmdoeM not need coordinate transfaiation and sector judgment，reduces a lot of computation and is much ecsier to implement.Based on the simplified algorithm，the analytical expression far calculating the total hamonic distortion(THD)and haaionic s pectam of the modulation line voltage were derived.The calculation of haamonoccomponFntson thFanaeytocaeFxpa s oon wasoneyaFeatd tothFdutycyce，and waspaoeFd that THD was independent of the modulation mode of SVPWM ar independent of the selection of free variabms. Theough thecompaeoson between expeeomentaeand theoeetocaecaecueatoon，theaccueacyoUthepeoposed two-eeeeeSVPWM unooed aegoeothm and eoetagehaemonocanaeysosmethod waseeeooed.Key words:SVPWM；2--evel converter;voltage haaionic analysis;unified algorithm；total haaionic dis-toetoon(THD)o引言空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)是一种正弦脉宽调制，它是针对PWM技术的改良，能充分衰减电机的的损耗以及逆变器输出的电分，减弱内：动转矩，其控制难度较低，加快了与数字化技术结合，电利用对，传SP-WM%传的两电平SVPWM计算算法包括坐标变换、扇判断及计算矢量动作时间等多个步骤，流程相当繁琐并且同时大量运算，许多文献重注了SVPWM的数学本质及其算法化简过程%收稿日期：202005—21,日期：2020—0820作者简介：林蕾(1996)，女，硕士研究生，研究方向为能源优化配置与应用-94-微电机54卷文献［1］提出以三扇区矢量空间为基础的新型快速SVPWM计算算法，它的优是省标变换的步骤％文献［2］出了基于120。
Investigation of Space Vector PWM based on
PSPICE
作者： 刘娜 张旭辉
作者机构： 河南城建学院,河南平顶山467036
出版物刊名： 河南城建学院学报
页码： 67-70页
年卷期： 2010年 第6期
主题词： 空间矢量脉冲宽度调制 行为模型仿真 谐波分析
摘要：介绍了空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）的基本原理及实现方法,应用PSPICE仿真软件中的行为仿真方法（ABM）对SVPWM进行了仿真研究,并对交流输出电流仿真波形进行谐波分析,得到了SVPWM谐波分布的主要特点及影响其谐波分布的几个主要因素,为有效消除SVPWM谐波污染提供了理论基础和指导,最后通过实验验证了这种调制方式的有效性。
目录1.引言 .......................................................................................... - 2 -2.PWM控制的基本原理........................................................... - 2 -3.PWM逆变电路及其控制方法............................................... - 3 -4.电路仿真及分析 ...................................................................... - 4 -4.1双极性SPWM波形的产生 . (4)4.2三相SPWM波形的产生 (6)4.3双极性SPWM控制方式单相桥式逆变电路仿真及分析-7-5.双极性SPWM控制方式的单相桥式逆变电路和三相逆变电路比较分析 .................................................................................. - 12 -6.结论 ........................................................................................ - 13 -7.参考文献 ................................................................................ - 13 -1. 引言PWM 技术的的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM 技术。
它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。
PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
科技风2021年6月DO/10.19392/ka1671-7341.202117046空间矢量调制的基本原理与MATLAB仿真应用刘雪琴王思琦王佳浩叶鸿凯余启灿武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430080摘要：空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)在电力电子变换控制与电机传动控制中有着广泛的应用。
本文分析了SVPWM技术的基本原理以及其在Matlab/Simulink中模型的实现方法，并研究了SVPWM技术在永磁同步电机矢量控制中的应用"通过在Matlab中进行仿真,验证了所搭建SVPWM模型的准确性,并验证了该方法在电机应用中的实用性。
关键词：SVPWM；扇区；数学模型；仿真The basic principle of space vectorpulse width modulationand MATLAB simulation applicationLiu Xueqio Wang Siqi Wang Jiahao Yc Hongkai Yu QicanCollege of Information Science and Engineering,Wuhan University of Science and Technology HubeiWuhan430080 Abstract:Space vector pulse width modulation(SVPWM)has a wide application in power electronic conversion control and motor transmission control.This papeo analyzes the basic principle of SVPWM technology and the method of modeling in Matlab/ZSanulink,and also studies the application of SVPWM technology in vector control of permanent may n et synchronous motor.Through simulation in Matlab,the accuracy of the model is verified,and the practicabilitu of the method in the application of motor is obtained.KeyworPs:SVPWM；sector；mathematical model；simulation1绪论空间电压矢量PWM(SVPWM)技术将逆变器和交流电机作为一个整体考虑,能有效地减小逆变器电压谐波损耗，同时能显著提升直流电压的利用率，且易于实现实时控制，因此比传统的正弦波PWM(SPWM)技术应用更为广泛，是电力电子变换控制与电机传动控制中重要的PWM调制方式%1N&#本文详细分析了SVPWM技术的基本原理和实现方法，并介绍了其在Matlab中结合三相交流永磁同步电机控制的应用仿真，通过仿真结果验证了该技术实现的可行性和正确性。
摘要随着全控型快速半导体自开关器件和智能型高速微控制芯片的发展，使得数字化PWM成为PWM控制技术发展的趋势。
但是传统的SPWM法比较适合模拟电路实现，不适应于现代电力电子技术数字化的发展趋势。
电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，简称SVPWM)控制技术是一种优化了的PWM控制技术，和传统的PWM法相比，不但具有直流利用率高(比传统的SPWM 法提高了约15%)，输出谐波少，控制方法简单等优点，而且易于实现数字化。
本文首先对脉宽调制技术的发展现状进行了综述，在此基础上分析了电压空间矢量脉宽调制技术的发展现状，接着对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理进行了详细的分析和推导。
最后介绍了SVPWM的基本原理及其传统的实现算法,并通过SVPWM的算法构建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。
关键字：空间矢量脉宽调制；仿真；建模；算法；Matlab/SimulinkAbstractTogether with the continual development of all-controlled fast semiconductor self-turn-off devices and intelligent high speed micro-control chip, the digitized PWM is becoming the trend of PWM control technique development .However, the traditional SPWM method is more suitable for analog circuits, and the traditional SPWM can not adapt to the development trend of the digitization of the modem power and electric.Space-vector pulse width modulation (SVPWM)is a kind of superiorized PWM control technique: achieving the effective utilization of the DC supply voltage(compared with the traditional SPWM, reduced by 15.47%), having little harmonic output and the easy control method, furthermore easy to realize the digitization.The article presents the developing condition of PWM and SVPWM firstly.The theory of SVPWM is discussed in detail.Finally, the basic principle of SVPWM and the traditional algorithm are introduced, and constructing Matlab/Simulink simulation model by SVPWM algorithm .In the end, the simulation on results verifies the correctness and feasibility of the algorithm.Keywords：svpwm；simulation；modeling；algorithm；Matlab/Simulink目录摘 要 (1)Abstract (2)目录 (3)第一章 概述 (4)1.1 MA TLAB 动态仿真工具SIMULINK 简介 (4)1.2 SVPWM 的控制算法 (5)1.3 参考电压矢量ref U 所处扇区N 的判断 (7)第二章 SVPWM 控制算法分析 (10)2.1 常规SVPWM 模式下，计算Y X T T , (10)2.2计算A ，B ，C 三相相应的开关时间321,,cm cm cm T T T (12)第三章 SVPWM 的SIMULINK 实现 (13)3.1SVPWM 控制算法原理图 (13)第四章 SVPWM 的SIMULINK 仿真结果 (18)4.1 波形图 (18)总 结 (20)参考文献 (21)第一章概述1.1 MATLAB动态仿真工具SIMULINK简介随着控制理论和控制系统的迅速发展，对控制效果的要求越来越高，控制算法也越来越复杂，因而控制器的设计也越来越困难。
SVPWM 控制算法的MATLAB仿真摘要空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)比普通的SPWM调制谐波分量小，容易数字化实现。
在交流传动领域得到了广泛的应用，并逐渐应用到大容量高电压领域。
本文介绍了SVPWM的基本原理及其实现算法。
并对SVPWM算法构建了Matlab／Simulink仿真模型，仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。
关键词：空间矢量脉宽调制，仿真，建模，算法The MATLAB simulation of SVPWM control algorithmABSTRACTThe space voltage vector PWM (SVPWM) technology can realize digitization more easily than normal SPWM．So it is used widely，and extends to high-voltage and large-capacity fields gradual-Iv．This paper introduces the basic principle of pulse width modulation based on voltage space vectors andrealization algorithm．Moreover，the algorithm is simulated in MATLAB／SIMULlNK and provides the results of simulation．KEY WORDS：SVPWM，simulation，modeling，algorithm目录前言................................................................................................................................第一章电压空间矢量控制原理..........................................................................第二章SVPWM的算法..............................................................................................2.1 判断矢量Vref所处扇区....................................................................2. 2 计算X、Y、Z和Tx、Ty...................................................................2. 3 计算矢量切换点Tcml、Tcm2、Tcm3.............................................第三章SVPWM的MATLAB仿真............................................................................第四章SIMULINK 仿真结果................................................................................结束语...........................................................................................................................参考文献......................................................................................................................致谢................................................................................................................................前言2O世纪7O年代德国学者Blaschke等人提出了矢量变换控制的思想。
SVPWM的调制函数与谐波分析研究张成;王心坚;李良璋;孙泽昌【摘要】Based on regular sampling method, the analytic expression of modulation function of space vector pulse width modulation (SVPWM) in the linear modulation range was deduced. The Fourier analysis demonstrates that SVPWM is essentially a variant of SPWM whose modulation wave was derived by adding a zero-sequence component, in the form of sine wave segments, to the modulation wave of SPWM. A model was built in Matlab/Simulink environment. The simulation results show that harmonics of output voltage concentrate around integer multiples of carrier frequency, and higher modulation index yields higher low-order harmonics, lower high-order harmonics and a lower total harmonic distortion.%基于规则采样法,推导了SVPWM调制函数在线性调制区的解析表达式.其傅里叶分析表明,SVPWM实质是对在三相正弦波中注入零序分量的调制波进行规则采样的变型SPWM.在Matlab/Simulink环境下建模仿真.仿真结果表明,输出电压谐波主要集中在开关频率及其整数倍附近;随调制比增加,低次谐波增加,高次谐波减小,总畸变率降低.【期刊名称】《贵州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(029)006【总页数】5页(P63-67)【关键词】SVPWM;调制函数;规则采样;谐波分析【作者】张成;王心坚;李良璋;孙泽昌【作者单位】同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;同济大学新能源汽车工程中心,上海201804【正文语种】中文【中图分类】TN787.2空间矢量脉宽调制(Space Vector PWM，SVPWM)源于交流电机定子磁链跟踪思想。
电压空间矢量脉宽调制技术的研究及其实现一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，电压空间矢量脉宽调制技术（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）已成为电机控制领域中的一项重要技术。
该技术以其高效、稳定、易于实现等优点，在电力转换、电机驱动、新能源发电等领域得到了广泛应用。
本文旨在对电压空间矢量脉宽调制技术进行深入研究，分析其原理、特点以及实现方法，并探讨其在现代电力电子系统中的应用前景。
本文首先介绍了电压空间矢量脉宽调制技术的基本原理，包括其理论基础、空间矢量的定义与分类、以及SVPWM的实现过程。
接着，文章详细分析了SVPWM技术的特点，包括其调制范围宽、电压利用率高、谐波含量低等优势，并与其他脉宽调制技术进行了比较。
随后，本文着重探讨了电压空间矢量脉宽调制技术的实现方法，包括硬件电路设计和软件编程实现。
在硬件电路设计方面，文章介绍了基于SVPWM技术的电机驱动电路的设计原则和方法；在软件编程实现方面，文章给出了SVPWM算法的具体实现步骤和程序代码示例。
本文还探讨了电压空间矢量脉宽调制技术在现代电力电子系统中的应用前景，包括其在新能源发电、电动汽车、工业自动化等领域的应用，以及未来的发展趋势和挑战。
通过本文的研究，希望能够为电力电子领域的研究人员和工程师提供有益的参考和借鉴。
二、电压空间矢量脉宽调制技术基础电压空间矢量脉宽调制技术（Space Vector Pulse Width Modulation，简称SVPWM）是一种先进的PWM控制技术，它主要应用在三相电压源型逆变器的控制中。
SVPWM技术的核心思想是将三相逆变器的输出电压看作是一个在三维空间中旋转的电压矢量，通过控制这个电压矢量的幅值和旋转速度，来实现对输出电压和电流的精确控制。
SVPWM技术具有许多优点。
SVPWM可以提高电压利用率，使得在相同的直流电压下，输出的线电压峰值可以达到直流电压的根号三倍，提高了逆变器的输出电压能力。
1SVPWM 技术原理1.1SVPWM 调制技术原理空间矢量脉宽调制SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)，实际上是对应于交流感应电机或永磁同步电机中的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，这种开关触发顺序和组合将在定子线圈中产生三相互差120°电角度、失真较小的正弦波电流波形。
实践和理论证明，与直接的正弦脉宽调制(SPWM)技术相比，SVPWM 的优点主要有：(1) SVPWM 优化谐波程度比较高，消除谐波效果要比SPWM 好，实现容易，并且可以提高电压利用率。
(2) SVPWM 比较适合于数字化控制系统。
目前以微控器为核心的数字化控制系统是发展趋势，所以逆变器中采用SVPWM 应是优先的选择。
对称电压三相正弦相电压的瞬时值可以表示为：(2-23)a m b mc m cos 2cos()32cos()3u U t u U t u U t ωωπωπ⎧⎪=⎪⎪=-⎨⎪⎪=+⎪⎩其中U m 为相电压的幅值，ω=2πf 为相电压的角频率。
图2.11为三相电压的向量图，在该平面上形成一个复平面，复平面的实轴与A 相电压向量重合，虚轴超前实轴90，分别标识为Re 、Im 。
在这个复平面上，定义三相相电压u a 、u b 、u c 合成的电压空间矢量为：out U(2-24)22j j j()332out a b c m 2()3t U u u e u e U eπππω--=++=图2.11 电压空间矢量三相电压型逆变器电路原理图如图2.12所示。
定义开关量a ，b ，c 和a '，b '，c '表示6个功率开关管的开关状态。
当a ，b 或c 为1时，逆变桥的上桥臂开关管开通，其下桥臂开关管关断(即a '，b '或c '为0)；反之，当a ，b 或c 为0时，上桥臂开关管关断而下桥臂开关管开通(即a '，b '或c '为1)。
ＳｖＰＷＭ波。
图４．１４产生ＳＶＰＷＩＶｌ波的整个框图４．４仿真结果与分析在前一节中，详细列出了实现ＳＶＰＷＭ控制算法的各个子系统仿真框图及实时产生ＳＶＰＷＭ波的整个仿真框图。
而在本节中将通过建立ＳＶＰＷＭ逆变器供电下三相异步电动机开环变频调速系统仿真模型，对ＳＶＰＷＭ的算法进行详细地仿真分析，同时对ＳＶＰＷＭ逆变器供电下三相异步电动机开环变频调速系统动态性能进行仿真分析，并与ＳＰＷＭ逆变器供电下的系统动态性能进行比较。
４．４．１ＳＶＰＷＭ逆变器供电下异步电动机变频调速系统仿真模型在ＳＩＭＵＬＩＮＫ电气系统模块库（ＳｉｍＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ）中有６个子模块：电源、基本元件、电力电子器件、电机连接、电机和测量模块库。
电气系统模块库中的Ｐｏｗｅｒｌｉｂ模块与常规ＳＩＭＵＬＩＮＫ模块有本质的区别，在仿真前的初始化过程中，需要把Ｐｏｗｅｒｔｉｂ模块的系统转化为ＳＩＭＵＬｌＮＫ能够仿真的等效系统，这些处理过程对用户是屏蔽的。
并且系统中若同时使用两种信号，需要采用中间接口模块，常规模块信号进入电气模块信号时，一般采用可控电压源或可控电流作为中间接口环节。
电气模块进入常规模块时，一般采用电压测量模块或电流测量模块作为中间接口环节。
直接从电机模块中调出三相异步电动机模块和异步电机测量模块，建立ＳＶＰＷＭ逆变器供电下三相异步电动机开环变频调速系统仿真模型，４２如图４．１５所示。
图４．１５ＳＶＰＷＭ逆变器供电下异步电动机开环变频调速系统仿真模型４．４．２电压空问矢量脉宽调制（ｓⅥ·ＷＭ）算法仿真结果及分析４．４．２．１不同参考电压矢量吁输入下的仿真结果及分析电压空间矢量脉宽调制（ＳＶＰＷＭ）是用一定频率（』／正）和幅值（Ｔｄ２）的等效时间三角波去调制３个输入时间丁岛１，ｚ钿，ｚ赢３。
由ＳＶＰＷＭ的基本调制原理可知，ＳＶＰＷＭ脉宽调制最大的线性调制范围为如图４．１６所示的内切圆ＯＭ，即在内切圆０Ｍ内的电压空间矢量脉宽调制都是线性调制。
空间矢量脉宽调制技术
空间矢量脉宽调制技术是一种广泛应用于通信领域的调制技术，它通过改变信号波形的脉宽来实现信息传输。
这种技术具有传输效率高、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于雷达、卫星通信、无线通信等领域。
空间矢量脉宽调制技术基于矢量信号的调制思想，将信息编码到信号的脉宽上。
通过调节脉宽的大小和持续时间，可以实现不同的信息传输效果。
与传统的调制技术相比，空间矢量脉宽调制技术在传输效率和抗干扰能力上有明显优势。
在雷达系统中，空间矢量脉宽调制技术可以实现目标的高分辨率探测和跟踪。
通过调节雷达信号的脉宽，可以实现对目标的精准测量，提高雷达系统的目标识别能力和跟踪精度。
在卫星通信系统中，空间矢量脉宽调制技术可以提高信号的传输效率和稳定性，保障卫星通信系统的可靠性和稳定性。
在无线通信领域，空间矢量脉宽调制技术也有着广泛的应用。
通过调节信号的脉宽，可以实现对不同数据量的传输需求，提高无线通信系统的传输效率和带宽利用率。
同时，空间矢量脉宽调制技术还可以提高信号的抗干扰能力，保障通信系统的稳定性和可靠性。
总的来说，空间矢量脉宽调制技术作为一种先进的调制技术，在通信领域有着广泛的应用前景。
它不仅可以提高传输效率和抗干扰能
力，还可以满足不同应用场景的需求，为通信系统的发展提供了新的技术支持。
随着通信技术的不断发展，空间矢量脉宽调制技术将会在未来发挥越来越重要的作用，推动通信领域的进步和发展。
