两电平SVPWM技术的基本介绍
一、两电平逆变器：设直流电压为Ud，以低压节点为零电位，若经
过逆变器得到的PWM波只有两种电平，即Ud和0，这种逆变器称为
两电平逆变器，如下图所示。ua，ub，uc为相电压，uab为线电压。

VT1
VT3
VT5

VT4
VT6
VT2

Ud

P

N
A
B
C
uaN

o'

a
b
c

ua
ub
uc

在所示的三相拓扑结构中，VT1~VT6以相隔600的电角度依次导通，
每个IGBT导通1800；任一时刻有三个IGBT导通，并保证同桥臂的
只有一个导通。（即VT5、VT6、VT1；VT6、VT1、VT2；VT1、VT2、
VT3；VT2、VT3、VT4；VT3、VT4、VT5；VT4、VT5、VT6顺序）
逆变器便可产生三相交流电。
二、电压矢量与磁链矢量轨迹
磁场磁链矢量与合成电压矢量的关系为tudtiRupp0)((R为
绕组电阻，此式中R忽略不计。)
当t=0时，0=0，则有tup，转换为极坐标表示，可有：

j

Re

（1-1），式中，

R——磁链幅值，LuR)3/2(；
L
u
——逆变器输出线电压有效值；

——给定角速度，f2，f是给定频率；

——与虚轴j的夹角。
可以得出，pu与成正比，方向为磁链圆的切线方向。当在旋转一
周时，pu连续按磁链圆的切线方向运动2弧度，其轨迹与磁链圆重
合，如下图所示。

SVPWM技术（空间矢量脉冲宽度调制技术）：是通过控制电压的空
间矢量，使磁链轨迹逼近圆形。所以，SVPWM调制方式具有谐波分
量小，转矩平稳，直流利用率高等优点。在调制中，开关器件的开通
与关断时刻的选取原则是三相输出合成电压矢量保证电动机磁通轨
迹为圆。

当逆变器按六拍方式运行时，设磁链初始位置为A点，此时逆变
器输出电压矢量为u3，按方向相同原则，磁链沿着3u方向，即AB
方向移动，当到达B点时，若逆变器输出电压矢量为4u，则沿BC
方向移动。以此类推，逆变器输出为5u，6u，1u，2u，则沿着CD、
DE、EF、FA方向移动，从而形成逆时针旋转的正六边形，此时形成
磁链轨迹并不是圆形，谐波分量较大。
为了使磁链轨迹更接近圆形，一是可以采取多个电压矢量连续切换的
方法，磁链轨迹为更接近圆形的多角形，可以在一定程度上使转矩的
脉动减少，谐波分量也进一步减少。二是电压矢量的选取原则按照保
持磁链幅值不变的原则，先设置一个磁链轨迹，其半径等于给定值
*
s

，再给定允许变化范围s，也就是内外圆的距离。选取电压矢

量su，使得s跟踪*s，满足下式：

22
**
ssss

s




另外，可以通过引入零矢量的电压矢量合成法，此种方法将圆周等分
为若干小段，用两个相邻的电压矢量交替切换，使其合成矢量等效为
这段弧的弦，来近似这一小段弧，这样不断切换下去，形成一个逼近
圆形的正多边形，由于磁链轨迹是正多边形，控制更有规律性。
如下图所示：
如图所示，弦ab不一定和基本电压矢量方向一致，可用两个相邻的
基本矢量u6和u1交替切换，即在a点选择电压矢量u6向c点移动，
经历一定时间到达c后，再选择电压矢量u1向b点移动，经历一段
时间到达b点，那么磁链轨迹就从a移到b,按照上述方法以一定的线
速不断改变切换电压矢量，一段一段地切换下去，得到的磁链轨迹就
是一个逼近于圆的正多边形，由于每段相等，控制起来比较简单，抑
制谐波的效果也较好。
三、电压矢量的作用时间的确定方法
以合成矢量ab为例，电压矢量的切换顺序为u6到u1,由于矢量移动
线速恒定，所以矢量的持续时间与对于的轨迹长度成正比，即：

pututac666


pututcb111

式中，t6,t1分别为u6、u1持续时间。
在实际中，从a到b的时间不一定为t6+t1，为使磁通矢量移动的角
速度为给定的，通过引入零矢量（u0和u7）来调节从a到b移动
的总时间。
由矢量合成图，依据正弦定理，可得：

)3sin(323232sin)3sin(60
d
r

UtT
u
ababac

)sin(323232sin)sin(
10d
r

UtT
uababcb

得出作用时间t1、t6分别为
)3sin(60MTt
)sin(10MTt
1600ttTt

d
r
UuM3

2



式中，——起始矢量ac与合成矢量ab的夹角；
M——调制深度或者直流电压的利用率。