《自 动 化 技 术 与 应 用 》２ ０ ０ ６ 年 第 ２ ５ 卷 第 ９ 期
54 | Techniques of Automation & Applications
电气传动
Electrical Drives
SVPWM 调 制 异 步 电 机 矢 量 控 制 系 统 的 原 理 与 仿 真
方 俊 初 ， 凌 有 铸
（安徽工程科技学院 电气工程系， 安徽 芜湖 ２４１０００）
摘 要：在设计一个控制系统之前对系统进行仿真是很有必要的。本文介绍了采用 ＳＶＰＷＭ调制的矢量控制系统的原理，并在Ｍａｔｌａｂ／
Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 环境下建立了系统的仿真模型，给出了仿真结果，并与采用电流滞环 ＰＷＭ 调制的矢量控制系统的仿真结果进行
对比，结果显示 Ｓ ＶＰＷ Ｍ 在减小电磁转矩脉动方面具有明显的优势。
关键词：矢量控制；变频；Ｓ Ｖ Ｐ Ｗ Ｍ ；仿真
中图分类号：ＴＭ４６４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２００６）０９－００５４－０３
Simulation of the Vector Control System With SVPWM
for Asynchronous Motors
FANG Jun-chu , LING You-zhu
(Electrical Engineering Department Anhui University of Technology and Science,Wuhu 241000, China)
Abstract: The vector control system with SVPWM is introduced in the paper, and a system model is established for simulation in
Matlab/Simulink. A comparison with the traditional PWM system is also giwen. As a result , SVPWM has a great
advantage in decreasing the fluctuation of torque.
Keywords:Vector control;Inverter;SVPWM; Simulation
１ 引言
和直流电动机相比，交流异步电动机结构简单，使用方便。
但交流电动机是个多变量、非线性、强耦合的被控对象，采用参
数重构和状态重构的矢量控制理论实现了异步电动机定子电流的
励磁分量和转矩分量之间的解耦控制，
将交流电动机的控制过程
等效为直流电动机的控制过程，
从而获得了能和直流电动机相媲
美的控制性能。
和传统的 Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ （正弦脉冲调制调制）相比，Ｓ Ｖ Ｐ Ｗ Ｍ （电
压空间矢量脉宽调制）
具有如下优点：①对系统中逆变器的直流母
线电压利用率较前者提高了１５％左右；②开关损耗较前者小
［１］
；③电
动机转速脉动及电流畸变较前者减小；④便于实现数字化控制。
本文在理论分析的基础上，应用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 构建了
基于 ＳＶＰＷＭ 的异步电机矢量控制系统的的仿真模型，并验证理
论分析的结论。
２ 矢量控制基本控制方程式的导出
按转子磁链定向的三相异步电机在同步旋转坐标系上的数
学模型，如式（１－１）
=
−
=
+
∆
∆
∆
−
+
∆
−
+
−
−
+
=
sT
r
r
m
P
rT
SM
rM
sT
m
P
e
rT
rM
ST
SM
r
r
r
m
m
r
r
r
m
m
m
m
s
S
S
S
s
S
s
m
S
s
S
S
sT
SM
i
L
L
n
i
i
i
i
L
n
T
i
i
i
i
p
L
R
L
p
L
L
L
p
L
R
L
p
L
p
L
L
p
L
R
L
L
p
L
L
p
L
R
u
u
ϕ
ω
ω
ω
ω
ω
ω
ω
ω
)
(
0
0
(1-1)
其中：Ｒ
Ｓ
、Ｒ
ｒ
－－－ 定子、转子电阻
Ｌ
Ｓ
、Ｌ
ｒ
、Ｌ
ｍ
－－－ 定子、转子电感及定转子之间的互感
ｎ
ｐ
－－－ 极对数 ｐ－－－ 微分算子 Δω －－－ 转差角速度
Ψ
γ
－ － － 转子磁链
由式（１－１）及磁场和电流的关系可得到如下控制方程式
r
m
r
sM
L
p
T
i
ψ
1
+
=
（１－２）
ω
ψ
∆
+
=
m
r
r
sT
L
T
i
1
（１－３）
其中
r
r
r
R
L
T
=
为转子电路的时间常数。这样，通过ｉ
ｓＭ
即可控
制转子磁链 ，当Ψ
ｒ
恒定时，通过ｉ
ｓＴ
即可控制电动机的转速和
转矩。
收稿日期：２００６－０４－０３