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SPWM与SVPWM之比较首先，先分别了解SPWM和SVPWM的原理SPWM原理：正弦PWM的信号波为正弦波,就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形,其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的.正弦波波形产生的方法有很多种,但较典型的主要有:对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种.第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小,所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波,显然输出电压高于前者,但对于微处理器来说,增加了数据处理量当载波频率较高时,对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的,它兼顾了前两种方法的优点. SPWM虽然可以得到三相正弦电压,但直流侧的电压利用率较低, 最大是直流侧电压的倍,这是此方法的最大的缺点.SVPWM原理：电压空间矢量PWM(SVPWM)的出发点与SPWM不同,SPWM调制是从三相交流电源出发,其着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源.而SVPWM是将逆变器和电动机看成一个整体,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态,并依据电机磁链和电压的关系,从而实现对电动机恒磁通变压变频调速.若忽略定子电阻压降,当定子绕组施加理想的正弦电压时,由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量,故气隙磁通以恒定的角速度旋转,轨迹为圆形. SVPWM比SPWM的电压利用率高15%,这是两者最大的区别,但两者并不是孤立的调制方式,典型的SVPWM是一种在SPWM的相调制波中加入了零序分量后进行规则采样得到的结果,因此SVPWM有对应SPWM的形式.反之,一些性能优越的SPWM方式也可以找到对应的SVPWM算法,所以两者在谐波的大致方向上是一致的,只不过SPWM易于硬件电路实现,而SVPWM更适合于数字化控制系统.接下来对SPWM和SVPWM进行具体的对比。
按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。
3 SVPWM的原理及实现方法随着电压型逆变器在高性能电力电子装置（如交流传动、不间断电源和有源滤波器）中的广泛应用，PWM控制技术作为这些系统的公用技术，引起人们的高度重视，并得到越来越深入的研究。
本章首先推导出SVPWM的理论依据，然后给出5段式和7段式SVPWM的具体实现方法。
3.1 SVPWM的基本原理空间矢量PWM从电机的角度出发，着眼于如何使电机获得幅值恒定的圆形旋转磁场，即磁通正弦。
它以三相对称正弦波电压供电时交流电机的理想磁通圆为基准，用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通，并由它们比较的结果决定逆变器的开关状态，形成PWM波形。
由于该控制方法把逆变器和电机看成一个整体来处理，所得的模型简单，便于微处理器实时控制，并具有转矩脉动小、噪声低、电压利用率高的优点，因此目前无论在开环调速系统或闭环调速系统中均得到广泛的应用[2]。
设交流电机由理想三相对称正弦电压供电，有[2][14]cos2cos34cos3ssAsB ssCstuu tutωωπωπ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎛⎫⎢⎥=-⎢⎥⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎛⎫-⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦（3.1）其中，LU为电源线电压的有效值；LUsω电源电压的角频率，2s sfωπ=。
由于三相异步电动机的定子绕组空间上呈互差1200分布，定义电压空间矢量为2433()j jS sA sB sCU k U U e U eππ=++（3.2）其中，SU为电压空间矢量，考虑到不同的变换，k可以取不同的值，如功率不变，电压电流幅值不变等[15~18]。
所采用交流电机的定子坐标系如图3.1所示。
图3.1 交流电动机定子坐标系为了使合成空间矢量在静止三相坐标轴上的投影和分矢量相等，将k 值取为23，（这也是Park 变化所采用的系数）。
所以电压空间矢量可以表示为24332()3j j S sA sB sC U U U e U e ππ=++ （3.3）将（3.1）式中的值代入式（3.3）可得理想供电电压下的电压空间矢量23()32j t j t S m m U U e U e ωω--== （3.4）其中，m U =； 可见理想情况下，电压空间矢量为幅值不变的圆形旋转矢量。
SPWM与SVPWM之比较一、原理比较SPWM正弦PWM的信号波为正弦波,就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形,其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的.正弦波波形产生的方法有很多种,但较典型的主要有:对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种.第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小,所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波,显然输出电压高于前者,但对于微处理器来说,增加了数据处理量当载波频率较高时,对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的,它兼顾了前两种方法的优点. SPWM虽然可以得到三相正弦电压,但直流侧的电压利用率较低, 最大是直流侧电压的倍,这是此方法的最大的缺点.SVPWM电压空间矢量PWM(SVPWM)的出发点与SPWM不同,SPWM调制是从三相交流电源出发,其着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源.而SVPWM 是将逆变器和电动机看成一个整体,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态,并依据电机磁链和电压的关系,从而实现对电动机恒磁通变压变频调速.若忽略定子电阻压降,当定子绕组施加理想的正弦电压时,由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量,故气隙磁通以恒定的角速度旋转,轨迹为圆形. SVPWM比SPWM的电压利用率高15%,这是两者最大的区别,但两者并不是孤立的调制方式,典型的SVPWM是一种在SPWM的相调制波中加入了零序分量后进行规则采样得到的结果,因此SVPWM有对应SPWM的形式.反之,一些性能优越的SPWM方式也可以找到对应的SVPWM算法,所以两者在谐波的大致方向上是一致的,只不过SPWM易于硬件电路实现,而SVPWM更适合于数字化控制系统.二、算法比较SPWM将一个正弦信号作为基准调制波 ,与一个高频等腰三角载波进行比较 ,得到一个等距、等幅但宽度不同的脉冲序列。
脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。
空间电压矢量调制SVPWM 技术SVPWM是近年发展的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。
空间电压矢量PWM与传统的正弦PWM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，而且使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。
下面将对该算法进行详细分析阐述。
1.1SVPWM基本原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，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的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。
逆变电路如图1-1 示。
设直流母线侧电压为U dc，逆变器输出的三相相电压为U A、U B、U C，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U A(t)、U B(t)、U C(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°。
假设U m为相电压有效值，f为电源频率，则有：()cos()()cos(2/3)()cos(2/3)A mB m Cm U t U U t U U t U θθπθπ=⎧⎪=-⎨⎪=+⎩ (1-1)其中，2ft θπ=，则三相电压空间矢量相加的合成空间矢量U(t)就可以表示为：2/34/33()()()()2j j j A B C m U t U t U t e U t e U e ππθ=++=(1-2)可见 U(t)是一个旋转的空间矢量，它的幅值为相电压峰值的1.5倍，U m 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。
svpwm矢量开关顺序和相电流波形摘要：一、矢量开关顺序1.简介2.矢量开关顺序的种类3.矢量开关顺序的应用二、相电流波形1.简介2.相电流波形的性质3.相电流波形的作用4.相电流波形的应用正文：一、矢量开关顺序1.简介矢量开关顺序（Switching Vector Processor Waveform，简称SVPWM）是一种在电机控制领域广泛应用的调制技术。
它通过改变电机供电电压的矢量大小和方向，从而控制电机的转速和转矩。
矢量开关顺序在交流电机控制系统中有着重要的地位，它使得交流电机能够实现高性能、高效率和低噪音的运行。
2.矢量开关顺序的种类矢量开关顺序主要有以下几种：（1）两电平SVPWM（2）三电平SVPWM（3）多电平SVPWM3.矢量开关顺序的应用矢量开关顺序广泛应用于以下领域：（1）电动汽车（2）风力发电（3）工业机器人（4）家用电器二、相电流波形1.简介相电流波形是指电机控制系统中三相电流的波形。
它是电机运行状态的重要表征，对电机的性能、效率和噪音有着重要影响。
2.相电流波形的性质相电流波形具有以下性质：（1）正弦性（2）周期性（3）幅值和相位差的可调性3.相电流波形的作用相电流波形在电机控制系统中主要有以下作用：（1）调节电机转速和转矩（2）降低电机噪音（3）提高电机效率4.相电流波形的应用相电流波形在以下领域中有着广泛应用：（1）电机控制（2）电力电子（3）电气传动（4）能源转换综上所述，矢量开关顺序和相电流波形在电机控制领域具有重要的理论和实践意义。
svpwm变频调速原理详解svpwm与SPWM区别本文主要是关于svpwm变频调速的相关介绍，并着重对svpwm与SPWM进行了详尽的区分介绍。
SVPWMSVPWM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。
原理普通的三相全桥是由六个开关器件构成的三个半桥。
这六个开关器件组合起来（同一个桥臂的上下半桥的信号相反）共有8种安全的开关状态。
其中000、111（这里是表示三个上桥臂的开关状态）这两种开关状态在电机驱动中都不会产生有效的电流。
因此称其为零矢量。
另外6种开关状态分别是六个有效矢量。
它们将360度的电压空间分为60度一个扇区，共六个扇区，利用这六个基本有效矢量和两个零量，可以合成360度内的任何矢量。
当要合成某一矢量时先将这一矢量分解到离它最近的两个基本矢量，而后用这两个基本矢量去表示，而每个基本矢量的作用大小就利用作用时间长短去代表。
用电压矢量按照不同的时间比例去合成所需要的电压矢量。
从而保证生成电压波形近似于正弦波。
在变频电机驱动时，矢量方向是连续变化的，因此我们需要不断的计算矢量作用时间。
为了计算机处理的方便，在合成时一般是定时器计算（如每0.1ms计算一次）。
这样我们只要算出在0.1ms内两个基本矢量作用的时间就可以了。
由于计算出的两个时间的总和可能并不是0.1ms（比这小），而那剩下的时间就按情况插入合适零矢量。
由于在这样处理时，合成的驱动波形和PWM很类似。
因此我们还叫它PWM，又因这种PWM是基于电压空间矢量去合成的，所以就叫它SVPWM了。
svpwm变频调速原理SVPWM原理电压空间矢量PWM（SVPWM）的出发点与SPWM不同，SPWM调制是从三相交流电源。
SVPWM波形模型对于三相全桥式变流电路，由于功率开关管的非理想开关特性，同桥臂的两开关管容易发生短路故障。
为解决这一问题，通常的办法是加入一个死区时间，即在一只开关管关断后隔一段时间再开通另一只开关管。
如果提前关断且延迟开通，称为双边对称设置。
若按时开通,延迟开通，称为单边不对称设置。
死区对SVPWM波形的影响由诸多因素决定。
主要有：1．死区宽度及设置方法。
2．负载功率因数角。
3.器件开关规律(如SVPWM、SPWM)。
由于SVPWM控制方式较SPWM方式复杂，其死区的影响很难用简单的傅里叶级数表达，公式推导难度较大。
而仿真计算简单易行，可以大体上反映其规律。
SVPWM波形模型在计算中SVPWM波形模型采用的是TMS320LF2407内部硬件支持的单边不对称死区。
为简化计算，SVPWM波的基波幅值设为最大，即矢量顶点的轨迹是正六边形的内切圆(如图2)。
不考虑电流过零点落在死区内的情况，这种近似带来的误差很小，而且随载波比的增加而减小。
认为器件的开关特性是理想的。
SVPWM波形模型如图1所示，在360度内分为6个区间，由于各区间内脉宽规律不同，在6个区间内单独计算谐波。
6个区间的谐波累加便可得到SVPWM波形模型的谐波。
给出T0、T1、T2(圆轨迹下的百分值)公式，不作详细推导：T0=COS( /6- )T1=\frac{SIN( /3- )}{SIN +SIN( /3- )}(1-T0)T2=\frac{SIN }{SIN +SIN( /3- )}(1-T0)其中设T0+T1+T2=1为合成矢量与T1对应矢量夹角结果分析在每个载波周期内对SVPWM波模型进行手工积分，用软件将结果计算出来并累加。
计算中不计管压降，取直流电压为1，载波比为6000，分别计算了负载功率因数角为0度、30度、60度、90度时死区宽度对基波及各次谐波的影响。
死区宽度的单位为其相对于载波周期的百分比，计算出来的是波形的峰值。
三相SVPWM逆变电源输出波形优化控制策略吴家梁;樊波;刘嘉;牛江川;刘进【摘要】In order to improve the quality of three-phase inverter voltage output waveform and decrease the harmonic component and aberration rate of the output voltage,this paper presents a control scheme combined with fuzzy control,neuron study and PID control.With DSP as the control core,voltage output waveform is transformed by Clarke and Park vector transformation.Neuron PID controller is used to adjust PID controller parameters online,and the fuzzy controller is used in Neuron PID controller to form the compound control strategy.And based on 60 degrees rotating frame,SVPWM technology is used in three -phase inverter control system.The control system is simulated in the situations of steady-state load,dynamic load and asymmetric load.The simulation results verify that the use of the scheme can obtain high quality voltage output waveform with low harmonic component and aberration rate.%为了提高三相逆变电源的电压输出波形质量,减少输出电压的谐波分量和总畸变率,提出模糊神经元PID控制策略.以DSP芯片为控制系统核心,对输出电压进行Clarke和Park矢量变换,采用人工神经网络方法与PID控制理论构成神经元PID控制器,对PID控制器参数进行在线调整,将模糊控制理论引入神经元PID控制器形成模糊神经元PID控制策略,并将基于60°坐标系的SVPWM算法用于逆变电源控制系统中,对系统稳态负载、动态负载、不对称负载情况下分别进行仿真实验.仿真结果表明:采用模糊神经元PID控制策略控制下的三相SVPWM逆变电源,在不同负载情况下的输出电压谐波分量小,总畸变率少,达到电压输出波形质量性能要求.【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(014)004【总页数】4页(P91-94)【关键词】三相逆变电源;模糊神经元PID;波形控制;SVPWM【作者】吴家梁;樊波;刘嘉;牛江川;刘进【作者单位】空军工程大学防空反导学院,陕西西安,710051;空军工程大学防空反导学院,陕西西安,710051;空军工程大学理学院,陕西西安,710051;空军工程大学防空反导学院,陕西西安,710051;空军工程大学防空反导学院,陕西西安,710051【正文语种】中文【中图分类】TM464+.32当前,逆变电源控制系统中,大多采用正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)技术与比例-积分-微分(Proportion Integration Differentiation,PID)相结合的控制方法。
SPWM与SVPWM之比较首先，先分别了解SPWM和SVPWM的原理SPWM原理：正弦PWM的信号波为正弦波,就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形,其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的.正弦波波形产生的方法有很多种,但较典型的主要有:对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种.第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小,所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波,显然输出电压高于前者,但对于微处理器来说,增加了数据处理量当载波频率较高时,对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的,它兼顾了前两种方法的优点. SPWM虽然可以得到三相正弦电压,但直流侧的电压利用率较低, 最大是直流侧电压的倍,这是此方法的最大的缺点.SVPWM原理：电压空间矢量PWM(SVPWM)的出发点与SPWM不同,SPWM调制是从三相交流电源出发,其着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源.而SVPWM是将逆变器和电动机看成一个整体,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态,并依据电机磁链和电压的关系,从而实现对电动机恒磁通变压变频调速.若忽略定子电阻压降,当定子绕组施加理想的正弦电压时,由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量,故气隙磁通以恒定的角速度旋转,轨迹为圆形. SVPWM比SPWM的电压利用率高15%,这是两者最大的区别,但两者并不是孤立的调制方式,典型的SVPWM是一种在SPWM的相调制波中加入了零序分量后进行规则采样得到的结果,因此SVPWM有对应SPWM的形式.反之,一些性能优越的SPWM方式也可以找到对应的SVPWM算法,所以两者在谐波的大致方向上是一致的,只不过SPWM易于硬件电路实现,而SVPWM更适合于数字化控制系统.接下来对SPWM和SVPWM进行具体的对比。
按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。
空间矢量PWM和载波比较PWM的等效性一．SPWM与SVPWMspwm通过高频三角载波与三相调制信号比较产生触发脉冲，很容易通过模拟电路或者数字电路实现，几乎所有的电机控制系统都有同步调制或者异步调制的硬件电路，为了扩展线性调制区，一个零矢量被叠加到三相调制波中（最常用的是三次谐波分量），可以将线性区扩展到1.15倍。
零矢量的问题，三星负载会有一个中性点，直流电压有一个参考点位点，两者并没有连接，因此在相对一个参考点时，需要考虑两个参考点间的电位，即零矢量关系。
如下图n点和n’点。
svpwm，由六个区域组成，区域间通过六种开关状态隔离开，如图所目标矢量V 可由临近的两个矢量合成（V1和V2），V1和V2即为两种开关状态（这种状态每次只有一个开关动作），作用时间为T1和T2，剩余时间T0=Ts-T1-T2由零矢量来完成，零矢量即为开关状态V0和V7（三相同时接负直流母线或者正直流母线），在Ts 时间内零矢量可以自由配置。
VdcV V Vdc T V T V Ts V T V T V V 342132;sin 22)3sin(1132sin *;2211*===-=+=，则模为：若电源电压为三角形关系：向量关系θθππ二．二者等效性k0决定了零矢量V0和V7的作用时间。
一个Ts时间内作用零矢量V0和V7以及矢量V1和V2。
V7的作用时间为k0T0，V0作用时间为（1-k0）T0,0<k0<1,在传统的ＳＶＰＷＭ中Ｖ0和v7作用相同的时间T0/2。
并可得到以下关系式：0TkTTbT+k=+=+Ta=k;2;12TTc0TT可以看出在T1和T2时间内，直流电压Vdc加在线线ab与bc之间可以得到如下关系：210;2;1**T T Ts T Ts Vbc Vdc T Ts Vab Vdc T --=== 为了得到两者间的关系，需要得到在什么样的参考电压下，载波比较能够产生与空间矢量相同的触发脉冲。
svpwm相电压波形
随着电力电子技术的快速发展，矢量控制成为交流电机控制的主流方法之一。
其中，空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation，简称SVPWM）技术因其优越的性能和高效的控制策略而备受关注。
SVPWM技术是一种将直流电压转换为交流电压的控制方法，通过调整电压的频率和幅值，使得交流电机能够按照预期的方式运行。
其中，相电压波形是SVPWM技术中的重要指标之一，它直接影响到交流电机的性能和运行效果。
在SVPWM技术中，相电压波形是通过调整电压的占空比来实现的。
在每个电压矢量周期内，通过改变电压的占空比，使得交流电机的相电压波形能够尽可能接近正弦波形。
这样可以减小电机的谐波失真，提高电机的运行效率。
为了实现相电压波形的控制，SVPWM技术采用了三相电压矢量图的方式进行分析和计算。
通过将三相电压分解为两个正弦波和一个直流分量，可以得到三个电压矢量的大小和相位差。
然后，通过调整电压矢量的占空比和相位差，可以实现相电压波形的控制。
在SVPWM技术中，常用的相电压波形包括正弦波、三角波和方波等。
其中，正弦波是最理想的相电压波形，它具有良好的谐波特性
和稳定的运行效果。
而三角波和方波则是通过调整电压的占空比和相位差来实现的，它们在实际应用中可以满足不同的控制需求。
除了调整电压的占空比和相位差，SVPWM技术还可以通过改变频率和幅值来控制相电压波形。
通过调整频率，可以改变相电压波形的周期和频率响应；通过调整幅值，可以改变相电压波形的幅值大小和输出功率。
svpwm相电压波形是一种重要的控制参数，在交流电机控制中起着至关重要的作用。
通过调整电压的占空比、相位差、频率和幅值等参数，可以实现相电压波形的精确控制，提高交流电机的性能和运行效果。
随着电力电子技术的不断发展和创新，相电压波形控制技术将进一步完善和提高，为交流电机控制带来更多的发展机遇和挑战。
