低開關(guān)頻率下的不對稱空間矢量脈寬調(diào)制

由式(2)～(4)可知，3種采樣方式下相電壓由4部分組成：直流分量、基波分量、基帶諧波、載波次諧波及載波邊帶諧波。自然采樣方式時，僅存在基波分量而沒有低次基帶諧波，即僅存在n=1次基波分量；存在m為奇數(shù)次的載波次諧波，m為偶數(shù)次的載波次諧波被sin(mπ／2)抵消；奇次載波頻率周圍的奇次諧波邊帶分量及偶次載波頻率周圍的偶次諧波邊帶分量，即m±n為偶數(shù)時的邊帶諧波分量均被式(2)中sin[(m+ n)π／2]抵消。
對稱規(guī)則采樣方式下，存在基波分量及低次基帶諧波；存在m為奇數(shù)次的載波次諧波；邊帶諧波成分不能抵消。對比不對稱規(guī)則采樣與自然采樣，其唯一缺點就是存在奇數(shù)次的低次基帶諧波，即存在n為奇數(shù)的基帶諧波，n為偶數(shù)時的基帶諧波被sin(nπ／2)抵消；在載波次諧波及邊帶諧波方面的諧波性能是一致的。因此相比對稱規(guī)則采樣而言，不對稱規(guī)則采樣有更好的諧波性能。

3 不對稱空間矢量脈寬調(diào)制
3．1 原理分析
目前大功率傳動系統(tǒng)使用較多的是SVPWM；雖然SPWM與SVPWM實現(xiàn)方式大不一樣，但SVPWM實質(zhì)上是對SPWM的一種改進(jìn)，即在正弦波調(diào)制信號上注入了一定的零序分量，且其本質(zhì)屬于規(guī)則采樣PWM。
兩電平SVPWM中，對于任意給定空間電壓矢量U，均可由離它最近的參考電壓合成得到。對比SVPWM與SPWM，見圖2。討論U在第一扇區(qū)時的SVPWM，ua，ub，uc為實際三相調(diào)制波，uma，umb，umc為三角載波PWM對稱規(guī)則采樣時的等效調(diào)制波信號，ur為三角載波。圖2為兩個開關(guān)周期(2Ts)內(nèi)的調(diào)制圖，其中，Sa，Sb，Sc為SVPWM時各相橋臂的開關(guān)動作；T00(T07)，T1，T2及T00’(T07’)，T1’，T2’分別為兩個周期中合成U的基本矢量U0(U7)，U1，U2的作用時間；k0，u0為矢量分配因子，k0，u0∈[0，1]且k0+u0=1。在七段式SVPWM實現(xiàn)中，通常取k0=0.5同時，由圖2可知，與規(guī)則采樣SPWM對應(yīng)的SVPWM三相輸出脈沖在一個Ts內(nèi)都是對稱的，即目前采用的SVPWM其本質(zhì)是一種對稱規(guī)則PWM。若改變k0，如令k0在相鄰Ts內(nèi)周期性地取1和0，則圖2會演化為圖3。

由圖3可知，一個載波周期Tc內(nèi)的等效調(diào)制波信號(uma，umb，umc)不再保持恒定，信號幅值更加逼近實際調(diào)制信號；此外Tc=2Ts，因而更適用于低開關(guān)頻率調(diào)制；同時，一個Tc內(nèi)的脈沖信號不再基于峰值對稱，呈現(xiàn)出不對稱規(guī)則采樣的特性。令開關(guān)周期T’=2Ts，則圖3即為ASVPWM與等效SPWM的對比關(guān)系。