感应电机 SVPWM 控制系统的仿真研究

1 引言

　　随着电力电子技术和微电子技术的发展,脉宽调制技术(PWM)和正弦脉宽
调制技术(SPWM)在电机控制系统中已经得到越来越多的应用。使用 SPWM 来
控制电机系统,电路结构简单,成本较低,但系统性能不高,电压利用率不高,谐波
成分较大。近年来电机的空间矢量理论被引入电机控制系统中,形成了空间矢量
脉宽调制技术(SVPWM) ,其原理是就是利用逆变器各桥臂开关控制信号的不
同组合,使逆变器的输出空间电压矢量的运行轨迹尽可能接近圆形。SVPWM 与
常规的 SPWM 相比,能明显减小逆变器输出电压的谐波成分,降低脉动转矩,而
且有较高的电压利用率,更易于数字实现[1] ,因而在交流感应电机控制中,应用
前景十分看好。

　　2 SVPWM 脉宽调制原理

　　2.1 八个电压空间矢量与扇区划分

　　空间矢量脉宽调制 SVPWM 实际上对应于交流感应电机中的三相电压源
逆变器的功率器件的一种特殊的开关触发顺序和脉宽大小的组合。在采用三相
逆变器对异步电机供电时,根据逆变器的工作原理可以知道,逆变桥共有 23 ＝
8 种状态,若将逆变器的八种状态用电压空间矢量来表示,则形成 8 个基本的电
压空间矢量,其中 6 个非零矢量,2 个零矢量,每两个电压矢量在空间相隔 60o,
如图 1 所示[2] 。SVPWM 技术的目的是通过与基本的空间矢量对应的开关状
态的组合得到一个给定的定子参考电压矢量。

§

　　2.2 SVPWM 的实现[3,4]

　　SVPWM 信号的实时调制需要定子参考电压矢量的二维静止坐标系 α 轴
和 β 轴的分量 u . s 

α

、u . s 

β

以及 PWM 周期 Tpwm 作为输入,其产生框图如图

2 所示。