1、SPW與SVPWI之比較原理比較SPWM正弦PW啲信號波為正弦波，就是正弦波等效成一系列等幅不等寬的矩形脈 沖波形, 其脈沖寬度是由正弦波和三角波自然相交生成的.正弦波波形產生的方法有很多種 , 但較典型的主要有 : 對稱規則采樣法、不對稱規則采樣法和平均對稱 規則采樣法三種.第一種方法由于生成的 PWM脈寬偏小,所以變頻器的輸出電壓 達不到直流側電壓的倍 ; 第二種方法在一個載波周期里要采樣兩次正弦波 , 顯然 輸出電壓高于前者 , 但對于微處理器來說 , 增加了數據處理量當載波頻率較高時 , 對微機的要求較高 ; 第三種方法應用最為廣泛的 , 它兼顧了前兩種方法的優點 . SPWMS然可以

2、得到三相正弦電壓,但直流側的電壓利用率較低,最大是直流側 電壓的倍 , 這是此方法的最大的缺點 .SVPWM電壓空間矢量PWM(SVPWM出發點與SPW不同,SPWM調制是從三相交流電 源出發 , 其著眼點是如何生成一個可以調壓調頻的三相對稱正弦電源.而 SVPWM是將逆變器和電動機看成一個整體 , 用八個基本電壓矢量合成期望的電壓矢量 , 建立逆變器功率器件的開關狀態 , 并依據電機磁鏈和電壓的關系 , 從而實現對電 動機恒磁通變壓變頻調速 . 若忽略定子電阻壓降 , 當定子繞組施加理想的正弦電 壓時, 由于電壓空間矢量為等幅的旋轉矢量 , 故氣隙磁通以恒定的角速度旋轉 ,軌 跡為圓形.SV

3、PW比 SPWI的電壓利用率高15%,這是兩者最大的區別，但兩者并不 是孤立的調制方式，典型的SVPW是一種在SPW的相調制波中加入了零序分量后 進行規則采樣得到的結果，因此SVPW有對應SPW的形式.反之，一些性能優越的 SPW方式也可以找到對應的SVPW算法,所以兩者在諧波的大致方向上是一致的， 只不過SPW易于硬件電路實現，而SVPW更適合于數字化控制系統.算法比較SPWM將一個正弦信號作為基準調制波 , 與一個高頻等腰三角載波進行比較 , 得 到一個等距、等幅但寬度不同的脈沖序列。 脈沖系列的占空比按正弦規律來安排。 當正弦值為最大值時 , 脈沖的寬度也最大 , 而脈沖間的間隔則最小；

4、反之 , 當正 弦值較小時，脈沖的寬度也小，而脈沖間的間隔則較大，這就是SPWM脈沖。用6 個SPWM脈沖序列分別控制6個IGBT導通或者截止，便能在三相定子繞組上得 到交流信號，從而驅動PMS呢轉。按照波形面積相等的原則， 每一個矩形波的面積與相應位置的正弦波面積相 等，因而這個序列的矩形波與期望的正弦波等效。 這種調制方法稱作正弦波脈寬 調制(SPWM這種序列的矩形波稱作SPWI波。單極性SPWMOuof 厶uoJ 4Ur Uc、社-Ud雙極性SPWMml .IVT,* N+ VT,v|1=pw,電路RlG-iv三相橋式PWM逆變器上電路原雀圖2 /i J.叫u叫 /仏% /訐于一t1二一

5、一f f nnnnnni匸rIMUUUUHU L f斫TVO-； m41q JItWi/IPl/IJStI,卩c r 2 r tillbiJ bu pijijijiyLj ULt *小圖6-20為三相PWM波形，其中Uru、Urv、Urw為U, V, W三相的正弦調制波， uc為雙極性三角載波；UUN、UVN、UWN為U, V, W三相輸出與電源中性點 N 之間的相電壓矩形波形；uUV為輸出線電壓矩形波形，其脈沖幅值為+Ud和-Ud ； uuN為三相輸出與電機中點N之間的相電壓。A/卩/ VI5BJCAA0SVPWM宇號開關狀.態開關代碼1VJ oWt100pVT T；11()VT八L八”J0

6、10AVh VJ j VI，01115VTs Vb VkOOl6VVTz VTilOl7V I , Vit V J 5111K 1： VIj V 100()VT /VT隨著逆變器工作狀態的切換，電壓空間矢量的幅值不變，而相位每次旋轉n /3，直到一個周期結束。這樣，在一個周期中 6個電壓空間矢量共轉過2n弧 度，形成一個封閉的正六邊形。在一個周期內，6個磁鏈空間矢量呈放射狀，矢量的尾部都在 0點，其頂端 的運動軌跡也就是6個電壓空間矢量所圍成的正六邊形。/3。由于逆在任何時刻，所產生的磁鏈增量的方向決定于所施加的電壓，其幅值則正比于施加電壓的時間。如果交流電動機僅由常規的六拍階梯波逆變器供電，

7、磁鏈軌跡便是六邊形的旋轉磁場，這顯然不象在正弦波供電時所產生的圓形旋轉磁場那 樣能使電動機獲得勻速運行。如果要逼近圓形，可以增加切換次數，設想磁鏈增 量由圖中的 11，12，13，14這4段組成。這時，每段施加的電壓空間矢量的相位都不一樣，可以用基本電壓矢量線性組合的方法獲得。6個區域，稱為扇區 (Sector),如圖所示的I、n、W，每個扇區對應的時間均為 變器在各扇區的工作狀態都是對稱的，分析一個扇區的方法可以推廣到其他扇區。1mAVilOlO)VAOIU叫（101）VtOOi)V2(1WnV*(ion)IReVotOOO)VAllHI I Q| S)| I I I -OL第I扇區內一段區

8、間的開關序列與逆變器三相電壓波形理論比較調制比即為逆變器輸出電壓與直流母線電壓的比值， 直流母線電壓利用率是 指逆變電路所能輸出的交流電壓基波最大幅值 Um和直流電壓Ud之比。SPW中 在調制度最大為1時，輸出相電壓的基波幅值為 Ud/2，輸出線電壓的基波幅值、3為yUd,直流電壓利用率僅為0.866。Nn,av = if/SVPW中，輸出相電壓的基波幅值與輸出線電壓的基波幅相等值為 fud,直3流電壓利用率為1。SVPW比SPW的直流利用率提高了 15.47%。SP WMSV PWM波都主要集中在采樣頻率及其整數倍附近，且諧波幅值的極大值隨采樣頻率倍數的增大而迅速衰減。從諧波分布趨勢上講，S

9、PWM對集中，幅值較大：SVPWM相對分散，幅值較小。對于 SVPWM 諧波情況，與SPWML 類似,主要諧波出現在載波頻率f C和f c整數倍附近的頻率點上。SVPWM和 SPWM具有類似的頻譜特征。SVPWM比SPWM的諧波幅值小，但SVPWM在高頻段分布較多。由下表2計算所得的總諧波畸變率可知，SVPWM式輸出波形 的諧波含量低于SPWMHmrtfoorSFWU SVTWt 如屮】_ - r!3160冊二口 M血1麗SPWM拔壓軸# 1,0kHz)Spectra jfSPWM and SVPWM flO kHz)9 I 袞3 SrWM和書VTWM昱謂渋率Tkb.2 Total tianiujnk disiJfiiuiii of SPWM hfhI SVPWME kHzJh=l5kHiSPWMSVPWMsrwMSVPWMTHDm7JO56(1166531THD倆L0.2S2邸4.S71.67SVPWM。傳統的SPW方法從電源的角度出發，以生成一個可調頻調壓的正弦波電源 為目的。SVPW方法將逆變系統和異步電機看作一個整體來考慮， 模型比較簡單， 也便于微處理器的實時控制。SVPW本身的產生原理與PWM沒有任何關系，只是 像罷了，SVPW合成的驅動波形和PWMI類似，因此我們還