第 17 卷第 1 期

镇江高

专

学

报　　　　　　

　　　　Vol

117 　No11

2004 年 1 月

Journal of Zhenjiang College

　　　　　　　　　　　Jan

1 , 2004 　

收稿日期

: 2003 - 05 - 09

作者简介

冷承业

(1975 - ) ,

男

江苏镇江人

镇江市高等专科学校助教

东南大学硕士生。

SVPWM

电机控制系统的

MATLAB

建模与分析

冷承业

(东南大学 , 江苏南京　210096)

摘　要 : 介绍空间矢量脉宽调制 ( SVPWM) 电机控制系统的基本原理 , 阐述在 MATLAB/

SIMULINK 下建立该系统的方法 , 并将所建模型的仿真结果与传统的正弦脉宽调制 (SPWM) 系统
的仿真结果进行对比分析。

关键词 : 空间矢量脉宽调制 ; MATLAB ; 仿真

中图分类号 : TM301

12 　　文献标识码 : B 　　文章编号 : 100828148(2004) 0120038204

0 　引言

使用正弦脉宽调制 (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 , 并且存

在逆变器死区问题而稳定性较差。空间矢量脉宽调制技术 (SVPWM) 同时控制三相电流的状态 , 以逼近
电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的 , 能够提高功率因数 , 降低损耗。本文使用著名的系统仿真软件

MATLAB 建立了基于 SVPWM 的电机控制模型和基于传统 SPWM 的电机控制模型 , 并对两者进行比对分析 ,

得到了令人满意的结果。

图　1

1 　基本原理

空间矢量脉宽调制技术是以获取圆形磁链轨迹为目的的 , 根据

异步电机的运行规律可知 , 如果忽略定子电阻的影响 , 磁链矢量表
现为定子电压矢量对时间的积分。也就是说 , 磁链矢量的顶端始终
指向定子电压矢量与作用时间的乘积的和矢量的终点。如图 1 所示。

图　2

在采用三相逆变器对异步电机供

图　3

电时 , 根据逆变器的工作原理可以知
道 , 逆变桥共有 2

= 8 种状态

1 若将

逆变器的八种状态用电压空间矢量来
表示 , 则形成 8 个离散的电压空间矢
量。每两个工作电压矢量在空间的位
置相隔 60 度 , 矢量的长度为 2/ 3U

其中 000 、111 对应的矢量称为零矢

量。各矢量关系如图 2 所示。

如图 3 将欲形成的磁链圆分成 6 个部分 , 对照图 2 各个空间矢量的方

向 , 很容易发现每个部分可以由两个相邻的电压矢量不断切换来逼近。

磁链圆的半径

可以由定子电压

和ω求得

3
2

( u

)

(

)

・