空间矢量调制的基本原理与MATLAB仿真应用

2021-07-01刘雪琴王思琦王佳浩叶鸿凯余启灿

科技风 2021年17期

关键词：仿真

刘雪琴王思琦王佳浩叶鸿凯余启灿

摘要：空间电压矢量脉宽调制技术（SVPWM）在电力电子变换控制与电机传动控制中有着广泛的应用。本文分析了SVPWM技术的基本原理以及其在Matlab/Simulink中模型的实现方法，并研究了SVPWM技术在永磁同步电机矢量控制中的应用。通过在Matlab中进行仿真，验证了所搭建SVPWM模型的准确性，并验证了该方法在电机应用中的实用性。

关键词：SVPWM;扇区;数学模型;仿真

The basic principle of space vector pulse width modulation and MATLAB simulation application

Liu Xueqin Wang Siqi Wang Jiahao Ye Hongkai Yu Qican

College of Information Science and Engineering， Wuhan University of Science and Technology Hubei Wuhan 430080

Abstract：Space vector pulse width modulation （SVPWM） has a wide application in power electronic conversion control and motor transmission control. This paper analyzes the basic principle of SVPWM technology and the method of modeling in Matlab/Simulink， and also studies the application of SVPWM technology in vector control of permanent magnet synchronous motor. Through simulation in Matlab， the accuracy of the model is verified， and the practicability of the method in the application of motor is obtained.

Keywords：SVPWM，sector， mathematical model，simulation

1 緒论

空间电压矢量PWM（SVPWM）技术将逆变器和交流电机作为一个整体考虑，能有效地减小逆变器电压谐波损耗，同时能显著提升直流电压的利用率，且易于实现实时控制，因此比传统的正弦波PWM（SPWM）技术应用更为广泛，是电力电子变换控制与电机传动控制中重要的PWM调制方式 [1-3] 。

本文详细分析了SVPWM技术的基本原理和实现方法，并介绍了其在Matlab中结合三相交流永磁同步电机控制的应用仿真，通过仿真结果验证了该技术实现的可行性和正确性。

2 SVPWM的基本原理

依据传统三相电压型逆变器的拓扑结构，其正常工作时上下两桥臂呈现互补状态，不能同时打开或关断。设上桥臂开通时状态为1，下桥臂开通时状态为0，那么此电路一共有八种开关状态，依据逆变器空间电压矢量的定义，可以得到六个基本电压矢量以及两个零矢量，它们将复平面分为六个扇区。依据矢量合成的原理，在每一个扇区中参考电压矢量都可以由该扇区中相邻的两个非零电压矢量来进行合成。