当前位置:首页检测中心基础知识 │ SVPWM与SPWM的区别

SVPWM与SPWM的区别

  • 浏览次数:11462次
  • 发布时间:2014/11/17 9:33:38
  • 作者:AnyWay中国

  变频器由开关器件构成,依据目前技术,不能直接产生正弦波,而是只能产生一种效果与正弦波基本相当的PWM波。所谓效果基本相当,是因为这种PWM波从频谱上看,由与标准正弦波频率相同的正弦波及频率远远高于标准正弦波频率的各种高次谐波构成,而对于变频器的负载电机而言,高次谐波对电机转矩基本无影响,也就是说,对电机而言,这种PWM波的效果与正弦波相当。

  SPWM全称Sinusoidal Pulse Width Modulation,意为正弦脉冲宽度调制,简称正弦脉宽调制,SPWM着眼于产生三相对称的正弦电压源。理想的SPWM变频器,不论相电压还是线电压,均不包含低次谐波。其最低次的谐波发生在一倍开关频率附近。

  SVPWM出现在SPWM之后,是针对电机负载对SPWM的做出改良后的技术。

  SVPWM全称Space Vector Pulse Width Modulation,意为空间矢量脉冲宽度调制,简称空间矢量脉宽调制。矢量控制和直接转矩控制变频器均基于SVPWM技术。

  SVPWM的空间矢量是指通过电压矢量产生的磁场矢量,磁场矢量是空间旋转的矢量,SVPWM将电压矢量通过脉宽调制,旨在产生空间旋转的磁场矢量。SVPWM从三相输出电压的整体效果出发,着眼于如何使电机获得理想圆形旋转磁场。其相电压往往不是正弦波,但其线电压是正弦波,而其绕组电流的谐波成分较PWM小,旋转磁场更逼近圆形,使得电机转矩脉动降低。

SVPWM输出相电压波形为马鞍形,线电压波形为正弦波

图1、SVPWM相电压波形为马鞍形,线电压波形为正弦波

  基于SVPWM思想,可以衍生出无数种调制技术,对于理想三相电机,SVPWM的无数种调制方式中,有一种的效果与SPWM效果完全相同。然而,实际的SVPWM,在不影响控制效果的前提下,直流母线电压利用率有显著提升。受SVPWM的启示,某些SPWM变频器通过相电压注入三次谐波,也能达到类似的效果,当然,严格讲,这已经不是严格意义上的SPWM了。

  此外,SVPWM开关动作次数减少,降低了开关损耗,有利于提升变频器效率。

  SPWM和SVPWM的谐波均集中在开关频率整数倍附近。SPWM电压低次谐波含量少;SVPWM电流低次谐波含量少。

含三次谐波的SVPWM变频器谐波分布

图2、注入三次谐波的SPWM相电压频谱