耿翠红 曹以龙

(上海电力学院电气工程学院，上海 200090)

随着计算机控制技术与电力电子技术的发展，空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术越来越被广泛地应用于交流变频调速系统中[1]。SVPWM是通过控制三相功率逆变器的6个IGBT的不同开关模式产生PWM波，使逆变器的输出电流近似于理想的三相对称正弦电流。不同于传统的正弦脉宽调制(SPWM)方法，SVPWM着眼于使形成的磁链轨迹跟踪由理想三相正弦电压源供电时形成的基准磁链圆[2]。因此，SVPWM通常也称为磁链跟踪控制技术。此外，与SPWM相比较，SVPWM控制策略可有效降低电机的转矩脉动，提高系统的动静态性能，增加直流电压的利用率，且更易于实现数字化[3]。

笔者主要介绍SVPWM的基本原理及其控制算法，并以永磁同步电机(PMSM)为应用对象，在Matlab/simulink环境下建立了系统的仿真模型，验证该方法的正确性和有效性。

1 SVPWM基本原理①

电流整流后经逆变电路输出PWM波进行控制，图1为三相电压源逆变电路的拓扑结构。将逆变器三相桥臂上的6个IGBT看作理想开关，同一桥臂上的上、下两个开关管互锁[4]。为方便研究，定义开关量Sx(x=a、b、c)，并规定当Sx=1时，上桥臂导通；当Sx=0时，下桥臂导通[5]。

显然，(Sa、Sb、Sc)将产生8种不同的组合，包括6个有效矢量：U1(0 0 1)、U2(0 1 0)、U3(0 1 1)、U4(1 0 0)、U5(1 0 1)、U6(1 1 0)和两个零矢量U0(0 0 0)、U7(1 1 1)[6]。

图1 三相电压源逆变器结构示意图

根据空间矢量原理便可得到8个基本电压矢量的大小和位置(图2)。

图2 基本矢量分布

经计算可知，6个基本空间矢量的模长相同，都为2Vdc/3。空间矢量就是利用上述8个空间矢量等效合成每个扇区中任意的参考电压矢量Uref[7]。……