图

3 显示的是母线电压 Vdc＝600V 时，一种普通 SVPWM 产生的共模电压最大幅度达到了

200V, 这样大的共模电压会对系统造成很大的不利影响。
   
图

3 普通 SVPWM 下共模电压波形

    3 抑制共模电压 SVPWM 原理
    从表 1 中的 27 种状态可以看出, 对于可控的 PWM 输出波来讲, 其输出共模电压的幅值在
0Vdc～Vdc/2 之间变化。欲减小共模电压，应尽量不使 3 个输出端与同一

“+”极性端或“-”极

性端连接

, 避免 2 个端子一起接到

“+”极性端或“-”极性端，而另一个端子接到直流中性点, 

如使用表中

D 类的 7 个状态字, 此时逆变器的输出共模电压为 0，但不能只选用Ｄ类矢量，

因为那样虽能很好的抑制共模干扰，但却因为少的合成矢量会造成参考电压过渡不平滑，
使得逆变器输出线线间电压波形变差，因此需要均衡考虑共模差模问题。本文所研究的
SVPWM 算法中，就是选择合理输出共模电压较小的矢量来合成参考电压矢量。由表 1 可见
(111,-1-1-1)，(110,101,011, 0-1-1,-10-1,-1-10)八个开关状态造成了很大的共模干扰，因此，
本研究就避开这八个开关状态

(即图 2 中方框中的矢量)，这样就能从源头上降低逆变器的

共模输出电压。
    本文具体采用 CDE 三类矢量，这样，理论上即可以把逆变器输出共模电压幅值降为
Vdc/6。然而可用矢量的减少使得无法采用传统的七段式脉冲触发序列，因此，本策略采用
五段式脉冲触发序列。

   

    基于以上分析，可依据下列步骤实现 SVPWM 算法：
    

①     确定当前矢量的幅值和角度；

    

②     判断参考矢量所处的扇区及区域；

    

③     确定构成该矢量的实际开关矢量；

    

④     确定开关矢量的作用时间及工作顺序。 

    具体矢量计算方法见文献[3]，本文以图 4

Ⅰ 扇区 F 区为例，在 F 区中各矢量持续时间为：

(2)
    式 2 中：ta，tb，tc 分别表示矢量 V1、V8、V7 在一个 PWM 周期内的持续时间； ；A 为输
出电压调制比；

Ts 为开关周期。开关变换次序为(100，10-1，1-1-1，10-1，100)，考虑共模

电压抑制后的输出矢量时序如图

5 所示。对于该扇区的其它小三角形，按照以上过程，确定

矢量作用顺序，计算三角形顶点开关矢量作用时间。同理，可以计算出其他扇区内各三角形
顶点开关矢量作用时间。
    4 仿真验证和分析
    根据三电平 NPC 逆变器数学模型和控制策略，验证本文提出的三电平空间矢量调制算法
及 其 共 模 电 压 抑 制 策 略 的 有 效 性 ， 针 对 三 相 电 网 负 载 进 行 了 仿 真 研 究 ， 使 用 的 是
MATLAB7.0。以 Simulink 为平台，SimPower System 工具箱为辅助。考虑到用最短的时间得
到结论，模块中的控制算法用基于解释的

S 文件实现。

    三电平五段法在每个采样周期内有一相开关不动作，比三电平七段法减少了每个采样周
期内开关次数，从而减小了开关损耗，提高了效率。由于在一个开关周期内开关次数减少了，
逆变输出电压

(电流)的 THD 有所增大，这就对控制器参数和输出滤波器的设计有了更高的

要求。
    图 6 为 NPC 三电平逆变器的总体结构框图，其中 Three-level Bridge 为 NPC 逆变器主拓
扑，

Three-phase V-I Measurement 为主测量模块，SVPWM 模块负责产生 PWM 波。

   
图

6  NPC 三电平仿真模型