SPWM与SVPWM的主要区别.doc

SPWM与SVPWM之比较班级：学号：姓名：SPWM原理正弦PWM的信号波为正弦波,就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形,其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的.正弦波波形产生的方法有很多种,但较典型的主要有:对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种.第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小,所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波,显然输出电压高于前者,但对于微处理器来说,增加了数据处理量当载波频率较高时,对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的,它兼顾了前两种方法的优点. SPWM虽然可以得到三相正弦电压,但直流侧的电压利用率较低, 最大是直流侧电压的倍,这是此方法的最大的缺点.SPWM算法 SPWM 脉冲生成原理如图所示。将一个正弦信号作为基准调制波 ,与一个高频等腰三角载波进行比较 ,得到一个等距、等幅但宽度不同的脉冲序列。脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。当正弦值为最大值时,脉冲的宽度也最大 ,而脉冲间的间隔则最小；反之 ,当正弦值较小时,脉冲的宽度也小,而脉冲间的间隔则较大 ,这就是 SPWM 脉冲。用 6个 SPWM 脉冲序列分别控制6个IGBT导通或者截至 ,便能在三相定子绕组上得到交流信号,从而驱动PMSM 运转。SVPWM原理 电压空间矢量PWM(SVPWM)的出发点与SPWM不同,SPWM调制是从三相交流电源出发,其着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源.而SVPWM是将逆变器和电动机看成一个整体,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态,并依据电机磁链和电压的关系,从而实现对电动机恒磁通变压变频调速.若忽略定子电阻压降,当定子绕组施加理想的正弦电压时,由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量,故气隙磁通以恒定的角速度旋转,轨迹为圆形. SVPWM比SPWM的电压利用率高15%,这是两者最大的区别,但两者并不是孤立的调制方式,典型的SVPWM是一种在SPWM的相调制波中加入了零序分量后进行规则采样得到的结果,因此SVPWM有对应SPWM的形式.反之,一些性能优越的SPWM方式也可以找到对应的SVPWM算法,所以两者在谐波的大致方向上是一致的,只不过SPWM易于硬件电路实现,而SVPWM更适合于数字化控制系统.SVPWM 算法图 1中,开关矢量 a b c T 共有 8种取值 ,即 6个IGBT的开关状态的组合一共有 8个 ,这 8种开关组合决定了 8个基本空间矢量 ,如图 3所示。将两个相邻的基本空间矢量 U0和 U60所包围的电压 Uout映射到和轴6-8上 ,得到式1,其中 T表示一个 PWM 周期时间长度 , T1和T2分别是在一个周期时间 T 中基本空间矢量 U0 和 U 60各自的作用时间, T 是零矢量在一个周期中的作用时间, T0+T1+T2=T。如果定义式2 ,则可以得到每个扇区中包围这个扇区的两个基本矢量在一个 PWM 周期中的作用时间 T1 和 T29-10,如表 1所示。对于式3 ,定义 3个变量 a, b, c,如果 Vref1 0,则a = 1,否则 a = 0;如果 Vref2 0,则 b = 1,否则 b = 0;如果 Vref3 0,则 c = 1,否则 c = 0。设 N = 4c + 2b + a, 则很容易得到 N 与扇区数 sector的对应关系,如表 1。为了保证三相桥臂在一个 PWM 周期中导通的占空比,所应设置的比较值分别定义为 Tcm 1 , Tcm2和 Tcm3, 并定义式4,则 N 与扇区数 sector及Tcm 1 , Tcm2和 Tcm3的关系如表 1所示。将Tcm 1 , Tcm2和 Tcm3与设置为连续增 /减模式的DSP芯片定时器进