王晶菡，李铁才，杜坤梅：基于 Ｍａｔｌａｂ 的永磁同步电机控制系统仿真研究

. 3 .

2007 年第 2 期

２．２　ＳＶＰＷＭ 算法的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 实现

　　　　逆变器的脉宽调制采用适合于数字控制的ＳＶＰ－
ＷＭ 技术，原理如图 ６ 　 所示。

　　　　它以三相正弦波电压供电时交流电机的理想磁
通轨迹为基准，用逆变器的８种开关模式产生的实际

磁通去逼近基准磁通圆，使电机获得幅值恒定的圆形

磁场（即正弦磁通），从而达到较高的控制性能。
　　　　（１）判断Ｕ

ｒ

所在的扇区

　　　　对于 Ｕ

ｒ

是以［Ｕ

α

Ｕ

β

］

Ｔ

的形式给出的情况，设定 ３

个辅助变量 Ｕ

ｒｅｆ　１

，Ｕ

ｒｅｆ　２

，Ｕ

ｒｅｆ　３

，当前所在的扇区可

以由下面的算法获得

（５）

计算得
　　　　　　　　Ｎ＝ｓｉｇｎ（Ｕ

ｒｅｆ　１

）＋２ｓｉｇｎ（Ｕ

ｒｅｆ　２

）＋４ｓｉｇｎ（Ｕ

ｒｅｆ　３

）　　　　　（６）

然后通过查表即可求得 Ｕ

ｒ

当前所在的扇区，如表 １

所示。

　　　　（２）计算开关电压矢量作用的时间

（７）

式中 Ｔ

ｓ

为 Ｐ Ｗ Ｍ 周期。

　　　　（３）根据计算出基本空间矢量的作用时间来合成

三相 Ｐ Ｗ Ｍ 信号
　　　　ＳＶＰＷＭ 模块的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 实现如图 ７ 所示。

Ｕ

ｒｅｆ　 １

＝Ｕ

β

Ｕ

ｒｅｆ　２

＝ｓｉｎ６０°

Ｕ

α

－ｓｉｎ３０°Ｕ

β

Ｕ

ｒｅｆ　３

＝－ｓｉｎ６０°Ｕ

α

－ｓｉｎ３０°Ｕ

β

｝

ｔ

１

＝　３　｜Ｕ

ｒ

｜Ｔ

ｓ

ｓｉｎ（π／３－θ）

ｔ

２

＝（　３　｜Ｕ

ｒ

｜Ｔ

ｓ

ｓｉｎθ）／Ｕ

ｄｃ

ｔ

３

＝Ｔ

ｓ

－ｔ

１

－ｔ

２

｝

表 １　 Ｎ 值与扇区号的对应关系

扇　区

Ⅱ

Ⅵ

Ⅰ

Ⅳ

Ⅲ

Ⅴ

Ｎ

１

２

３

４

５

６

图 ６　基本电压空间矢量

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

Ｕ

３

（０１０）

Ｕ

２

（１１０）

Ｕ

４

（０１１）

Ｕ

１

（１００）

Ｕ

５

（００１）

Ｕ

６

（１０１）

→

Ｕ

０

（０００）

→

Ｕ

７

（１１１）

→

Ｕ

ｒ

θ

图５　Ｃｌａｒｋ变换

１

ｉ＿ｂｅｔａ

ｕ（１）

ｉ＿ａｌｐｈａ

１

１．７３２／３

２

１

Ｉ＿ａｌｐｈａ

ｉ

ｓ

＿ａｂｃ

Ｌ

ｕ（２）－ｕ（３）

Ｉ＿ｂｅｔａ

图 ７　ＳＶＰＷＭ 模块的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 实现

２

Ｖｂｅｔａ

Ｖａｌｐｈａ

Ｖ ｄ ｏ

Ｔ

Ｖｂｅｔａ

Ｖａｌｐｈａ

ｓｅｃｔｏｒ

Ｎ

Ｖｂｅｔａ
Ｖａｌｐｈａ

ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｘ，ｙ，ｚ

Ｘ

Ｖ ｄ ｃ

Ｔ

Ｙ

Ｚ

Ｎ

Ｘ

Ｙ

Ｚ

Ｔ

１

Ｔ

２

ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔ

１

，Ｔ

２

ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔａｏｎ，ｔｂｏｎ，ｔｏｏｎ

Ｔ

１

Ｔ

２

Ｔ

ｔａｏｎ

ｔｂｏｎ

ｔｏｏｎ

ｔａｏｎ

ｔｂｏｎ

ｔｏｏｎ

Ｎ

ｐ ｗ ｍ １

ｐ ｗ ｍ ３

ｐ ｗ ｍ ５

Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ

Ｌｏｏｋ　ｕｐ

Ｔａｂｌｅ

Ｌｏｏｋ　ｕｐ

Ｔａｂｌｅ１

Ｌｏｏｋ　ｕｐ

Ｔａｂｌｅ２

Ｕ Ｇ

／ Ｕ Ｇ

Ｖ Ｇ

／ Ｖ Ｇ

Ｗ Ｇ

／ Ｗ Ｇ

１

３

４

１

４

２

５

３

６