SPWM与SVPWM技术总结+SVPWM过调制介绍

【SPWM技术详解】 SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脉宽调制）是一种广泛应用的电力电子调制技术，它主要用于逆变器系统中，以产生接近正弦波形的输出电压。SPWM的核心是通过比较对称的三相正弦调制波与三角载波来生成PWM波形。调制波与载波的频率之比称为载波比，而调制深度定义为调制信号与载波幅值的比例。当载波频率远大于基波频率且调制深度适当时，SPWM逆变器的输出基波幅值会随调制深度线性变化。 SPWM逆变电路能有效减小输出电压和电流的谐波含量，但仍然会产生与载波频率相关的谐波。谐波主要分布在载波频率的整数倍两侧，具有集簇特性，且没有3的整数倍次谐波，因为它们是零序分量。在实际应用中，通过调整调制深度，例如设置为最大值1，可以验证仿真结果与理论值的吻合度，同时分析谐波分布情况。 【SVPWM技术解析】 SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间电压矢量脉宽调制）是一种更先进的调制策略，它通过在三相逆变器中合成矢量调制，提高了直流母线电压的利用率。与SPWM相比，SVPWM的最大调制深度可达1.1547，这比SPWM的最大调制比高0.1547。SVPWM利用空间矢量变换将三相问题简化为单相问题处理，从而实现更高效、更精确的控制。 在SVPWM中，三相电压被表示为空间电压矢量，其在复平面上的运动轨迹形成一个圆。通过选择特定的开关组合，可以生成8个基本电压空间矢量，这些矢量将复平面划分为6个扇区。每个扇区包含非零电压矢量和零电压矢量，通过不同组合，可以得到所需的电压输出。仿真显示，SVPWM的输出电压谐波含量较低，且电压利用率较高。 【过调制SVPWM】 过调制SVPWM是在SVPWM的基础上，允许调制深度超过1，以进一步提升直流电压利用率。在过调制模式下，参考电压矢量的轨迹和波形会发生变化，使得逆变器可以在一定程度上输出超过理论最大值的电压。这对于应对某些特定应用，如提高瞬时功率或补偿系统中的电压波动非常有用。 SPWM和SVPWM都是为了生成高质量的交流输出，但SVPWM通过空间矢量的概念和更精细的控制策略，实现了更高的效率和更低的谐波含量。过调制SVPWM则是在这一基础上进一步优化了性能，特别是在直流电压利用率和谐波管理方面。对于需要高精度和低谐波的电力应用，SVPWM及其过调制策略是理想的选择。