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摘要：空间矢量脉宽调制(SVPWM)具有直流电压利用率高和输出电压谐波含量少的优点，但现有的应用于三相四桥臂逆变器的三维(3D)SVPWM算法存在计算过程复杂且计算量大的缺点。通过分析传统二维(2D)SVPWM算法输出调制波的直流分量，提出一种新的3D-SVPWM简化算法。该算法将三相电压参考分为交流分量和直流分量两部分，交流分量用来计算三相调制波及其调制波直流分量，直流分量用来计算第四桥臂的调制波。该算法具有过程简单、计算量小的优点。实验结果证明了该算法的正确性和有效性。
关键词：逆变器；空间矢量脉宽调制；三相四桥臂；不平衡负载

1 引言
三相四桥臂逆变器具有直流电压利用率高、直流输入电容小、带不平衡负载能力强的优点。其调制算法中，3D-SVPWM算法具有直流电压利用率高、输出谐波含量少的优点。现有的3D-SVPWM算法主要有两种，一种是基于α，β，γ坐标系的调制方法，需要进行坐标变换，过程复杂且计算量大；另一种是基于a，b，c坐标系的调制方法，虽然相对于前一种算法计算过程有所简化且计算量有所减少，但仍需将电压空间进行复杂的分区和大量计算。此处通过分析传统2D-SVPWM算法输出的调制波，提出了一种新的适用于三相四桥臂逆变器的3D-SVPWM简化算法，该算法具有过程简洁、计算量小的优点。

2 3D-SVPWM简化算法
在传统的基于α，β，γ坐标系和基于a，b，c坐标系的SVPWM算法中，电压空间被分割成24个四面体，首先判断参考电压矢量所在的四面体，然后根据空间合成理论计算各个矢量的作用时间，进而计算出每相桥臂的作用时间和占空比。此处提出的简化算法既无需进行坐标变换和上述判断，又无需矢量合成计算，计算量大大减少。
图1示出三相四桥臂逆变器拓扑图。

图中，ua，ub，uc，un和uf的参考点为直流电压中点O；uan，ubn和ucn的参考点为交流输出中点n。为提高直流电压利用率和降低输出谐波含量，a，b，c相桥臂采用传统的2D-SVPWM算法。
为便于分析和计算，将电压参考分为交流分量和直流分量两部分，即：

下面按照2D-SVPWM算法分析调制波直流分量，将参考电压从三相静止a，b，c坐标系变换到α，β，O坐标系，变换公式为：

由式(1)，(2)可见，uαref和uβref只与电压参考的交流分量有关，u0ref只与电压参考的直流分量有关。传统2D-SVPWM中只有uαref和uβref参与计算且不能控制直流分量电压，所以需知道a，b，c相桥臂调制波的直流分量，从而通过调节第四桥臂调制波输出参考电压的直流分量。

关键词： 逆变器 空间矢量脉宽调制 三相四桥臂 不平衡负载