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中国科技论文在线
基于 FPGA 的 SVPWM 实现方法
付凤超, 戴鹏
中国矿业大学 信息与电气工程学院，江苏 徐州（221008 )
E-mail:fufengchao@163.com
摘 要：SVPWM 算法以其输出电流谐波含量小、数字化容易等特点，在高性能电机调速系
统中得到了广泛的应用。但同时它对处理器的处理速度也有了更高的要求，一般处理速度需
要达到数百纳秒级。结合 FPGA 处理速度快的特点，本文提出了一种基于 FPGA 的 SVPWM
的实现方法。它大大加快了处理速度，提高了控制精度。
关键词：FPGA；SVPWM；多轴控制；死区
中图分类号：TM34
1．引言
SVPWM 从交流电机角度出发，控制开关，形成 PWM 波，使电机中产生的实际磁链
矢量逼近跟踪定子磁链给定的理想圆型磁链。这样它能明显减小逆变器输出电流的谐波成分
及电动机的谐波损耗、降低脉动转矩。并且其控制简单，数字化方便，电压利用率高，已经
成为现在电流调速中的主流发展方向。
目前实现 SVPWM 的算法是使用电机控制专用 DSP，例如 TI 公司的 TMS320F2812 或
AD 公司的 ADMC 系列，但这些控制器只能产生 6 路或 12 路得 PWM 信号，不能满足多轴
控制的需要，如果控制多轴系统需要增加 DSP 的数量，是结构复杂，成本提高。
结合 FPGA 处理速度快、I/O 接口丰富的特点
[1]
，本文提出了一种基于 FPGA 的 SVPWM
的实现方法。它大大加快了处理速度，提高了控制精度。且当需要实现多轴控制时，它可以
输出多路的 PWM 波，简化控制系统机构，降低控制器成本
[2]
。
2．SVPWM 原理及 FPGA 实现方法
2.1．SVPWM 原理
[3]
电压空间矢量逆变器采用上、下管换流，如下图 1 所示，功率开关器件（IGBT）共有
8 中工作状态。按照 ABC 相序依次排列时可分别表示为 000、001、010、011、100、101、
110、111。组成基本矢量图如图 2 所示。把一个周期以六个非零矢量为界分为六个扇区，落
在扇区中的任意电压矢量用该扇区的两个边界电压矢量通过作用时间长短合成。为了每次切
换开关状态时，只切换一个功率开关器件，以满足最小开关损耗。通常合成电压矢量是，除
了运用扇区的临界矢量外，还需要加入两个零电压矢量 000 和 111。
d
2
u
d
2
u
2
VT
1
VT
4
VT
6
VT
5
VT
3
VT
A
B
C
M
图 1 电压空间矢量框图
Figure 1 Voltage space vector diagram
资助来源：江苏省科研基金：江苏省 2009 年度普通高校研究生科研创新计划（CX09B_113Z）
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