SPWM和SVM的分析和对比（附MATLAB模型）（高手进）

thekingofmotor · 发表于 2010-3-29 08:48

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现在基本的两种逆变器控制方法，SPWM和Space Vector Modulation

Space Vector Modulation是根据IGBT的八种开关状态相应的用8个矢量来代表，运行中三个特定的矢量作用效果合成一个三相交流电压瞬时值即为输出电压，频率为基础频率。此时，只要调节零矢量的作用时间即可调节输出电压大小（见下图)

Simulink 模型：

QQ截图未命名.png

space_vector_pwm_generation.mdl (40.81 KB, 下载次数: 970)

这种控制方法可由微处理器和DSP构成，优化设计比较复杂~~

SPWM

这个相对简单些，三相电压逆变器控制方法，给出3个Vreference和一个Vcontrol得到PWM 的占空比，根据占空比判断上三个IGBT管的驱动时间，来输出电压，即为调节θ角，一般调节变化率应该向正弦波一样，这样输出结果会比较好，而且载波比N最好为3的倍数如果θ角度为120的话，这样输出不含N次谐波。

这种控制器可用集成电路芯片硬件和微处理器来完成。。
这个模型很多，就不上传了~~。有人需要的话再传。

另再上传一篇介绍SVM的文章

space _vector_modulation.pdf (244.56 KB, 下载次数: 1553)

这两个是基本的ideas，想知道实际工程中是个怎么样的情况关于这两种逆变器的应用

amonghappy · 发表于 2010-3-30 00:05

SPWM技术对母线电压的利用还是不如SVPWM，即使SPWM输出好的正弦波，但加上电机负载后，波形是没有SVPWM这么好看的。感觉实际应用里，SPWM用在车载逆变器中比较多，电机控制现在用SPWM比较少了好像。

thekingofmotor · 发表于 2010-3-30 03:04

回复 2# amonghappy

多谢指点^_^

renzando · 发表于 2010-3-31 14:57

SPWM技术对母线电压的利用还是不如SVPWM，即使SPWM输出好的正弦波，但加上电机负载后，波形是没有SVPWM这么 ...
amonghappy 发表于 2010-3-30 00:05

登录/注册后可看大图

恩，个人也觉得现在点击控制使用SVPWM较多，看了lz的说明，是不是就可以认为SVPWM是你说的两种方式的综合，优势也更加明显。

thekingofmotor · 发表于 2010-4-1 06:17

回复 5# renzando

，没有实践过啊这两种控制方法

roccy · 发表于 2010-4-1 13:00

两种方式实际工程中都有很多应用
SVM出现之前，SPWM得到了广泛应用，后来SVM在很多场合逐渐替代了SPWM。

如今电机驱动中应用较多的是SVM，不过SVM过调制非线性是较困难的地方，用不好时，一般舍弃过调制区，牺牲了不少电压利用率。

至于SPWM，在应用中一般都会做很多优化工作，以弥补其弱势，如三次谐波注入，可以大大提高电压利用率，甚至与SVM相当（其输出电压波形与SVM相同，均为马鞍型）。

尽管实现方法有异，二者本质相通，可以把SVM看作是SPWM的优化。

thekingofmotor · 发表于 2010-4-1 21:58

回复 6# roccy

多谢版主指点~~

leolilee · 发表于 2010-4-4 16:14

个人在应用中认为SVPWM要比SPWM要好，因为我们在变频空调的开发中就采用SVPWM控制。

kyoiori · 发表于 2010-5-19 09:45

spwm根据调制方法的不同有可以细分为好多种，
等面积法eapwm、自然采样nspwm、规则采样rspwm、特定削谐波she等，
最常见的是三角波和正弦波比较的这种，
楼主应该指的这种，工程上应用最多的是规则采样，
不对其进行改进，理论上这种采样方法的直流电压利用率为78.多%
svm的直流电压利用率是要相对高一些。
但是有很多文献证明了，svm其实本质上跟rspwm是一回事儿，
都是在相应载波周期内开关一次。
特别现在很多应用网正弦调制波里加入3次谐波，spwm的直流利用率可以达到90.多%

kyoiori · 发表于 2010-5-19 09:48

我不觉得谁优谁略，也不认为svm能取代spwm
只是看不同的场合谁更合适。

lbz0123 · 发表于 2010-5-26 10:05

现在电机控制里面基本都用SVPWM了它实际上是把无效的开关状态从SPWM里面提取出来同时使电压矢量以最优方式运行的电机控制方程的最优解电压利用率电磁噪音等方面都有改善其他的调制方式多是基于SVPWM的思想基础上发展出来的但是工业实际应用中还是用SVPWM的最多主要的问题点集中在过调制的非线性区如何控制与应用随机跳变抑制高频噪音等方面

yjhou · 发表于 2010-5-27 11:59

控制的话，还是用SVPWM的多一些，个人见解

s4473125 · 发表于 2010-6-1 09:52

原理上就不多说了，SVPWM在电压利用率上有明显的优势，比SPWM高出约15.47%。SVPWM电压波形是马鞍型，SPWM为正弦波。

最近学习了学习两种脉宽调制原理，有以下心得，希望各位专家给予纠正。
SVPWM为空间电压矢量脉宽调制。将360度的电压空间分为60度一个扇区，共六个扇区。在Y型连接中，6边型的外界圆半径为2/3倍直流端电压，这个是可以推导的，Y型的O点与直流端电压中点的电位差为±1/6Ud。我们应用的是6边型内接圆，等效峰值电压为（2/3）Ud*（sqr（3）/2）=0.57735Ud，而SPWM正弦波峰值电压为0.5Ud，15.47%就是这么得来的。

xiaolinfa1987 · 发表于 2010-6-1 20:24

内切圆，外接圆之间的区域为过调制区域。当要达到调制比M=1时，Umax=2/pi*Udc（这个不理解）。
另外15.47%怎么来的还是没搞清楚，能说详细点吗？

s4473125 · 发表于 2010-6-1 22:39

0.57735Ud比0.5Ud高15.47%

yjhou · 发表于 2010-6-22 16:03

我用svm多一些，spwm现在不怎么用了，正如楼上所说0.57735Ud比0.5Ud高15.47%

amonghappy · 发表于 2010-7-1 22:09

我要做一个风机驱动器，正在为这个发愁呢。
看哪种PWM方式好，一看电压利用率，二看谐波THD。按道理SVPWM要好的，后来又看到文章说这两种PWM本质上是一样的，真是晕了。

amonghappy · 发表于 2010-7-1 22:11

这篇文章有详细的写这个问题。
我还是准备用SVPWM来做这个项目了。

SPWM与SVPWM在感应电动机变频调速系统中的比较研究.pdf (310.64 KB, 下载次数: 925)

nuaa230325 · 发表于 2010-7-2 08:37

SVPWM的基波的调制系数大于1了，所以电压利用率就高。

lbz0123 · 发表于 2010-7-31 10:05

svpwm的实现不是单一的很多芯片厂商和研究生论文都提倡用划分扇区边界矢量合成的方式来做不知道为什么其实可以直接从简单易实现的spwm开始然后根据spwm和svpwm的关系直接转化到svpwm 加加减减就好了

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