三电平SVPWM算法的特点与电压矢量优化

首先讲述三电平SVPWM算法的主要特点，也就是与两电平不同的地方。

三电平逆变器常用的是二极管钳位式三相逆变器，其构造已于前面讲过。对其进行控制时，与两电平逆变器的不同之处，主要有两个突出的特点。其一是三电平SVPWM空间电压矢量有19种之多，自由度很大，因此选择电压矢量有一个优化问题，选择的重点是不允许出现过高的du/dt；其二是如上所述，用中矢量时会出现中点不平衡问题，影响系统正常运行。因此制订控制方案必须解决这两个问题。

一般认为，电压幅值跳变问题最严重，因此在优化选择时，电压幅值跳变问题优先级最高，中点电位问题次之，其后才考虑转矩和磁链的影响。关于转矩、磁链的问题，若不能同时满足磁链和转矩的要求，应该先考虑转矩的影响；但如果磁链幅值误差过大，转矩的性能也会变差，据此可得出一个基本电压矢量选择优先级别方案见表4-14，表中列出了各种因素的优先考虑级别，可作选择矢量的参考。

表4-14 矢量选择中各种因素的优先级别

为了正确选择电压矢量和控制中点电压波动，这里推荐一个优化矢量表。首先，以12个中长矢量（u₁-u₁₂）为角分线将αβ平面划分成12个扇区，如图4-26所示。根据这12个扇区的划分方法，直接套用直接转矩控制的原理，得出优化矢量表，见表4-13。其中对于非零矢量的选择方案，都有两个可以选择的矢量，分别设为u₁和u₂。

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图4-26 扇区的划分

值得注意的是，如果直接使用这个优化矢量表来实现三电平直接转矩控制，仍然不可避免地会出现过高的电压幅值跳变和中点电压偏移问题。因此，在实际应用中，u₁和u₂只是一个中间值，并不一定代表对应该方向的中长矢量。在得到的u₁和u₂的值后，就要根据前面表4-15中所列的优先级，逐步选出合适的矢量。

以上所述可供设计SVPWM控制方案时参考。

表4-15 12矢量法的优先矢量表

*其中k是图4-27中的扇区号，k=1～12，（当k＞12时，k=k-12；当k＜1时，k=k+12）通常首选u₁。