在FOC算法（見前文《永磁同步電機力矩控制（二）：FOC與DTC》）中，針對DQ兩軸的PI算法計算出來得到DQ軸電壓，經(jīng)過反PARK變換后可得到α軸和β軸電壓，但這些個電壓都只是一個計算機里面的數(shù)值而已，如何轉(zhuǎn)化成實實在在的加載到電機相線上的端電壓，那么就需要用到由電力電子開關(guān)器件（MOSFET或IGBT）所組成的驅(qū)動橋來實現(xiàn)。

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假設(shè)控制程序希望電機相線上有一個3V的電壓，而電池的供電只有一個穩(wěn)定的12V，怎樣得到這個3V呢？這就是SPWM或SVPWM要干的事情。

PWM的理論依據(jù)：沖量等效原理

沖量相等而形狀不同的窄脈沖施加在一個慣性環(huán)節(jié)上，其效果基本相同，如下如所示四種脈沖的電壓施加到RL回路上，回路中的電流響應(yīng)的傅里葉級數(shù)展開的低頻部分基本相同，高頻部分略有區(qū)別。

該原理成立的兩個條件——窄脈沖和慣性環(huán)節(jié)缺一不可。“窄”這個概念是相對RL回路的時間常數(shù)而言的，如果慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)是毫秒級，那么這個脈沖起碼就要窄到數(shù)十個微秒這個數(shù)量級；如果慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)是上百個毫秒，那么這個脈沖窄到幾個毫秒也能接受。另外一個是必須有慣性環(huán)節(jié)存在，這個比較容易理解，如果被控對象是一個純電阻，無論四種脈沖多么窄，輸出電流響應(yīng)不會基本相同。

這個理論是數(shù)學(xué)家們搞理論分析搞出來的，但是對當(dāng)前基于半導(dǎo)體的計算機離散控制系統(tǒng)而言（量子計算及和生物計算機不知道是什么鬼樣子），最簡單的也最可行的方式顯然就是只給0或者1的開關(guān)信號，因此基于目前人類的技術(shù)水平，圖a）里面的方波的方式就是最理想的選擇了。

SPWM：正弦脈寬調(diào)制 SIN Pulse Width Modulation

正弦脈寬調(diào)制的思想比較容易簡單粗暴，在得到α軸和β軸電壓以后，再做一次反CLARK變換就可以得到電機的三相正弦電壓Va,Vb,Vc，用一個三角波做調(diào)制從而得到每一相上的斬波信號。相電壓和線電壓的都是正弦波。

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以電源電壓12V為例，在這種調(diào)制方式下的相電壓峰峰值最多能達到12V，因此線電壓的峰峰值最多能達到，母線電壓利用率為

在任意時刻，Va+Vb+Vc=1.5*母線電壓。（幅值相等三個互差120度的正弦之和A*sinωt+A*sin（ωt+120°）+?A*sin（ωt+240°）=1.5*A）

SVPWM：空間矢量調(diào)制?Space Vector Pulse Width Modulation

SVPWM則以三相的合成矢量為出發(fā)點，其基本思想為：在數(shù)學(xué)意義上的abc軸也好，αβ軸也好，其產(chǎn)生的電壓都應(yīng)該等于dq軸合成的那個電壓。那么只要讓驅(qū)動橋最終所產(chǎn)生的電壓矢量跟dq軸的合成電壓矢量是一樣的那就達到了這個目的。至于怎么從αβ軸電壓得到每相橋臂的占空比，我就不在這啰嗦了，因為網(wǎng)上一搜一堆一堆的。

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仍然以電源電壓12V為例，在SVPWM調(diào)制下，相電壓變成了一個0~12V鞍形波，但是電機的線電壓仍然保持為正弦波，峰峰值達到了24V，母線電壓利用率達到了1. 任意時刻的三相電壓之和不再等于1.5倍母線電壓，而是在以1.5倍母線電壓為直流分量的一個隨電機角度變化的三角波。

實際上，SVPWM的最大合成相電壓軌跡就是6個MOSFET所能組成的電壓矢量六邊形的內(nèi)切圓；而SPWM最大相電壓軌跡是六邊形內(nèi)變長為正六邊形邊長3/4的一個圓形軌跡。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SPWM 与 SVPWM 区别的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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