第 28 卷  第 24 期                         中   国   电   机   工   程   学   报               
2008 年 8 月 25 日                                    Proceedings of the CSEE                            ©2008 Chin.Soc.for Elec.Eng.      39 
     Vol.28 No.24    Aug.25, 2008 
文章编号:0258-8013 (2008) 24-0039-07        中图分类号:TM 46          文献标识码:A        学科分类号:470⋅40 
60°坐标系下三电平逆变器 SVPWM 方法的研究 
赵  辉,李  瑞,王红君,岳有军 
(天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室(天津理工大学),天津市  南开区  300191) 
 
Study on SVPWM Method Based on 60° Coordinate System for Three-level Inverter 
ZHAO Hui,LI Rui,WANG Hong-jun,YUE You-jun 
(Tianjin Key Laboratory for Control Theory & Applications in Complicated Systems (Tianjin University of Technology),   
Nankai District, Tianjin 300191, China) 
ABSTRACT:  The  shortcomings  of  traditional  space  vector 
pulse  width  modulation  (SVPWM)  method  for  the  three-level 
inverter are: needing to estimate the sectors and calculating a lot 
of  trigonometric  functions,  and  it  results  in  the  increase  of  the 
calculating quantity of micro-processor. To solve these problems, 
a  new  method  for  SVPWM  based  on  60°  coordinate  system  is 
presented in this paper. The method makes use of seven-vectors 
modulation where positive (or negative) small vectors are used as 
first vector to generate SVPWM waves. Considering the different 
effect of the positive and negative small vectors on capacitance, 
the  method  adjusts  the  working  time  of  positive  and  negative 
small  vectors  by  changing  the  voltage  adjusting  coefficient 
according  to  direction  of  load  current  and  voltage  value  of 
capacitance C1 and C2, and this leads to reducing unbalance level 
of  neutral-point  voltage  between  capacitances.  The  results  of 
simulation  show  that  the  new  method  proposed  can  omit  the 
judging process of the sectors, reduce the calculating burden, and 
maintain  the  approximate  balance  of  neutral-point  voltage 
between capacitances. 
KEY  WORDS:  three-level  inverter;  60°  coordinate  system; 
space  vector  pulse  width  modulation;  balance  of  neutral-point 
voltage between capacitances 
摘要:对于中点箝位三电平逆变器,传统的空间矢量脉宽调
制方法需要进行大量的三角函数运算及扇区判定,增大了控
制器的计算工作量。为解决这一问题,该文研究一种基于
60°坐标系的空间矢量脉宽调制方法。该方法采用正(负)小矢
量首发的七段式调制技术生成所需的空间矢量脉宽调制
(space vector pulse width modulation,SVPWM)波形,同时,
根据负载电流方向及上、下电容(C1、C2)电压的大小,利用
正、负小矢量对电容中点电压的不同作用,通过改变电压调 
 
基金项目:天津市自然科学基金重点项目(08JCZDJC18600);天津
市科技计划项目(07ZHRDCG04500);天津市高等学校科技发展基金项目
(2006ZD32)。 
整系数对正、负小矢量的作用时间进行调整,进而降低电容
中点电压的不平衡程度。仿真结果表明,该方法可省去扇区
判断过程,缩小计算工作量,维持电容中点电压基本平衡。 
关键词:三电平逆变器;60°坐标系;空间矢量脉宽调制;
电容中点电压平衡 
0    引言 
近年来,在大容量变换器中,相比于两电平逆
变器,二极管箝位三电平逆变器以其输出电压更接
近正弦波、电压变化率du/dt小、开关频率低、损耗
小、效率高等特点,受到人们的广泛关注[1]。三电
平 逆 变 器 的 输 出 性 能 主 要 取 决 于 调 制 算 法 ,
SVPWM技术以其易于数字实现,电压利用率高等
特点,在三电平逆变器中得到广泛应用[2-3]。在两电
平逆变器空间矢量控制的基础上提出的传统三电平
逆变器的SVPWM算法[4-7],在进行参考矢量扇区判
断及计算基本矢量作用时间方面,要涉及较多的三
角函数运算和表格查询,这些操作给控制器带来了
很大负担。 
本文研究一种基于 60°坐标系的 SVPWM 算法,
该算法可省去传统 SVPWM 算法中扇区判定过程及
大量的三角函数运算,简化了计算。同时,根据负
载电流方向及上下电容的电压,通过调节正、负小
矢量作用时间,保持电容中点电压的平衡。 
1    二极管箝位三电平逆变器的主电路 
二极管箝位三电平逆变器主电路[8]如图 1 所
示。每相桥臂输出电压有 3 个值,定义开关变量Sa、
Sb、Sc代表各相桥臂的输出状态,则各相输出电压
表示为 
中   国   电   机   工   程   学   报 
第 28 卷 
40 
 
U
DC
2
U
DC
2
 
 
p 
C1 
o 
C2 
n 
IG1 
IG2 
io 
IG3 
IG4 
IG5 
IG9 
D1 
IG6 
D3 
IG10 
D5 
D2 
IG7 
D4 
IG11 
D6 
IG8 
IG12 
Ua
Ub
Uc
 
 
npn
III
npo
opo
non
β 
II 
opn 
ppn 
ppo 
oon 
I 
pon 
npp
opp
noo
ooo
ppp 
nnn 
poo 
onn 
pnn 
α
nop
IV
oop
nno
nnp
nop 
V 
pno 
VI 
pop 
ono 
pnp 
图 2   三电平逆变器空间电压矢量图 
 
Fig. 2    Space voltage vector diagram for three-level inverter 
在任一个小三角形区域内有最接近的 3 个基本矢量
供选择,零矢量为各个扇区所共有。 
2    传统 SVPWM 算法 
传统SVPWM算法的基本思路是根据参考电压
矢量所在扇区及小三角形区域选择其邻近的三个基
本矢量,再用伏秒平衡原理计算各个基本矢量的作
用时间,然后,采用七段式或五段式调制生成所需
的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)波形[9-11]。
在参考电压矢量所在扇区、小三角形区域判断及基
本矢量作用时间的求取上需要进行大量计算[12-13]。 
首先,根据参考电压矢量的幅角判断该矢量位
引入
于哪个扇区中,然后再根据其幅值判断位于哪一个
小三角形区域。 
U U
、 、
r2
r1
U
⎧
⎪⎪
U
⎨
⎪
U
⎪⎩
U
3 个变量,分别为 
r3
U
=
β
ref
U
α
ref
U
= −
                (3) 
α
ref
=
−
r1
r2
r3
U
β
ref
U
−
β
ref
αU
ref
/ 3
/ 3
U、 β
ref
式中: 为参考电压矢量;
压矢量 在 坐标系上的坐标。 
-α β
refU
refU
为参考电
=
N
参考电压矢量所在扇区为 
U
) 2sgn(
+
U
0
U
0
U
sgn(
1,
⎧
⎨
0,
⎩
U
sgn(
>
<
=
)
r1
,
i
r
i
r
i
r
式中
U
) 4sgn(
+
)
    (4) 
r3
r2
i
=
1,2,3
。 
判断该矢量位于扇区中哪一个小三角形区域的
规则如下: 
/ 3)
≤
U
DC
/ 3 ,则
U
(1)规则 1。若 ref
(
α
U
β
ref
该矢量位于小三角形区域 A。 
U
−
+
U
(2)规则 2。若 ref
(
/ 3 且
α
/ 3 ,则该矢量位于小三角形
+
/ 3)
/ 3)
U
U
U
β
ref
DC
≥
>
β
ref
DC
U
(
α
ref
图 1  二极管箝位三电平逆变器主电路 
Fig. 1    Main circuit for diode-clamped three-level inverter 
=
S
a
⎧
U
⎪
a
⎪
⎪
U
⎨
⎪
⎪
U S
⎪⎩
c
=
=
S
b
b
c
⋅
⋅
⋅
U
DC
2
U
DC
2
U
DC
2
                  (1) 
式中:Ua、Ub、Uc分别为各相输出电压;UDC为直流
侧电压;Sx=1 表示每相桥臂上面 2 的功率器件导通,
Sx=0 表示每相桥臂上面 2 的功率器件导通,Sx= −1 表
示每相桥臂上面 2 的功率器件导通,x为a、b、c。 
为表示方便,每相桥臂上面 2 个功率器件(IG1、
IG2 或 IG5、IG6 或 IG9、IG10 导通)导通时的状态
用 p 表示;每相桥臂中间 2 个功率器件(IG2、IG3
或 IG6、IG7 或 IG10、IG11 导通)导通时的状态用 o
表示;每相桥臂下面 2 个功率器件(IG3、IG4 或 IG7、
IG8 或 IG11、IG12 导通)导通时的状态用 n 表示。 
因此,三电平逆变器可输出 33=27 种电压状态
组合,对应 27 组不同的开关状态。此时,定义电压 
空间矢量
为 
U K U U U
c
)U K
2
α α
U
S
b
S
c
S
a
DC
=
+
+
=
+
+
=
(
)
(
)
(
 
⋅
b
a
U
[(2
S
a
DC
−
−
S
c
)
+
j 3(
S
b
−
S
c
)]
      (2) 
= 。在 α-β 坐标系中,三电平逆变器 27
式中
组开关状态所对应的空间矢量图如图 2 所示。 
图 2 中各种组合(如:nno)的左起第 1 个元素代
表 a 相的开关状态;第 2 个元素代表 b 相的开关状
态;第 3 个元素代表 c 相的开关状态。 
图 2 给出了各开关状态组合与空间电压矢量的
对应关系。27 组开关状态对应了 19 个空间电压矢
量,称之为基本矢量。按基本矢量幅值的不同,可
将其分为 4 类:大矢量、中矢量、小矢量和零矢量。
除零矢量外,其余的 18 个基本矢量将圆周分为 6
个大的扇区,每个扇区又划分为 6 个小三角形区域,   
1
3
S
b
1
6
2j
π
3eα
赵   辉等:    60°坐标系下三电平逆变器 SVPWM 方法的研究 
  41 
第 24 期 
区域 B。 
/
/
>
U
DC
/ 3)
U
β
ref
U>
βU
(3)规则 3。若 ref
3
DC
U
αU
U
(
3;② ref
(
+
−
α
ref
ref
则该矢量位于小三角形区域 C。 
βU
U≤
(4)规则 4。若 ref
3
DC
U
U
U
(
3;② ref
(
−
+
β
α
α
ref
ref
则该矢量位于小三角形区域 D。 
/ 3)
U
β
ref
U
>
DC
/
/
β
6 且满足:①
。 
/ 3)
/3
U
DC
<
6 且满足:①
。 
/
/3
U
<
3)
DC
通过上述方法,可确定参考电压矢量所在扇区
和小三角形区域。以扇区I为例,扇区I的矢量图如
图 3 所示,其中T 1  、T 2  、T 3 分别为矢量作用 
时间。 
β 
T1 
ppn 
α-β坐标系中α轴重合,逆时针旋转 60°作为 h 轴。 
在α-β坐 标 系 中 的 坐 标 为
设 参 考 电 压 矢 量
,αU
(
,
ref
可知,2 坐标系间的变换为 
,在 g-h 坐标系下的坐标为
U U )
(
h
r
ref )βU
refU
,g
r
 
U
⎡
⎢
U
⎣
g
r
h
r
⎤
⎥
⎦
=
⎡
1
−⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
0
1
3
2
3
⎤
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
U
⎡
⎢
U
⎣
α
r
ef
β
ref
⎤
⎥
⎦
              (5) 
由Park 变换和式(3)可知,三相静止坐标系a-b-c
与 g-h 坐标系间的变换为 
g
r
U
′
⎤
⎡
a
1 0
⎤ ⎢
⎥′
U
⎥ ⎢
⎥
b
1
−
⎦
⎥′
⎢
U
⎣
⎦
c
式中 aU ′ 、 bU ′ 、 cU ′ 为三相输入电压。 
1
−⎡
⎢
0 1
⎣
U
⎡
⎢
U
⎣
2
3
⎤
⎥
⎦
=
h
r
            (6) 
T2 
D 
ppo 
oon 
C 
C2 
A2 
A1 
A 
C1 
θ 
T3 
pon 
refU
ooo 
nnn 
ppp 
T3 
B 
T2 
poo 
onn 
T1 
pnn 
图 3   扇区 I 中的矢量合成 
Fig. 3    Vector synthesization in vector I 
将三电平逆变器的 19 个基本矢量变换到 g-h 坐
标系下,可得到 60°坐标系下三电平逆变器的空间
矢量图,如图 4 所示。 
 
(−2, 2)
(−1, 2) 
60° 
h 
(0, 2) 
α 
 
确定了参考矢量所在的扇区与小三角形区域
之后,便可确定与其最接近的 3 个基本矢量,然后
利用伏秒平衡原理计算各基本矢量的作用时间。以
扇区 I 为例,可得到各个小三角形区域的基本矢量
的作用时间,如表 1 所示。 
表 1   扇区 I 中各基本矢量的作用时间 
Tab. 1    Working time of basic vectors in sector I 
区域 
T1
T2
T3
A(A1,A2) 
2TSMsin(π/3−θ) 
2TSMsin(θ) 
TS[1−2Msin(π/3+θ)]
B 
2TS[1−Msin(π/3+θ)] TS [2Msin(π/3−θ)−1] 
2TSMsin(θ) 
C(C1,C2) 
D 
TS[1−2Msin(θ)]  TS[1−2Msin(π/3−θ)] TS [2Msin(π/3+θ)−1]
TS[2Msin(θ)−1]  2TS [1−Msin(π/3+θ)]  2TSMsin(π/3−θ)
refU
与α轴间的夹角;T
s 为PWM 周期;
注:θ为参考电压矢量
为调制比。 
/
M
=
ref
DC
U U
3
同理,可依次计算出其它 5 个扇区中各小三角
形区域基本矢量的作用时间。 
3    基于 60°坐标系的 SVPWM 算法 
3.1    坐标变换 
在α-β坐标系中,考虑到三电平基本空间矢量
图为正六边形,故可采用非正交的 60°坐标系进行
参考电压矢量的合成及基本矢量作用时间的计算。 
设采用的 60°坐标系为 g-h 坐标系,取 g 轴与
(−2, 1)
(−1, 1)
(0, 1) 
(1, 1) 
(−1, 0)
(−2, 0)
(0, 0) 
(1, 0) 
(2, 0) 
g 
(−1, −1)
(0, −1)
refU
(1, −1) 
(2, −1) 
(0, −2)
(1, −2) 
(2, −2) 
图 4    60°坐标系下三电平逆变器的空间矢量图 
Fig. 4    Space vector diagram for three-level inverter 
based on 60° coordinate system 
 
3.2    确定基本矢量 
由图 4 可知,在 60°坐标系下所有基本矢量的
坐标均为整数,故对于任意的空间参考电压矢量 
refU ,距离最近的 4 个基本矢量,可由其在 60°坐标 
系下的坐标向上和向下取整得到。 
refU
在图 4 中,参考电压矢量 对应的 4 个基本
矢量为 
⎧
U
⎪
⎪
U
⎪
⎨
U
⎪
⎪
⎪
U
⎩
BL
LB
BB
LL
=
=
=
=
h
r
g
r
g
r
U U
⎡
⎣
U U
⎡
⎣
h
r
U U
⎡
⎣
U U
⎡
⎣
g
r
g
r
g
r
h
r
T
⎤
⎦
T
⎤
⎦
T
⎤
⎦
T
⎤
⎦
0
=
[
[
1
= −
[
[
= −
=
0
1
2
−
T
]
T
]
1
−
T
]
1
−
2
−
T
]
              (7) 
42 
中   国   电   机   工   程   学   报 
第 28 卷 
4    SVPWM 波形生成和电容中点电压控制 
4.1    SVPWM 波形的产生 
确定了各基本矢量之后,为使器件开关损耗最
小,每次应只有 2 个开关器件动作,且开关状态不
能跳变,只能是 p ↔ o ↔ ,不能是
p ↔ n [16-18]。
可通过七段式调制生成SVPWM波形[19-20]。对图 4 
所示的参考电压矢量 进行调制时,各开关状态
的 作 用 时 序 为 :
— 
nop
nno
refU
nop
nno
—
,波形如图 5 所示。 
nnp
nnp
oop
—
—
—
n
refU
式中: rgU 、 rgU 分别为Urg向上和向下取整,其它 
同理;UBL、ULB、UBB、ULL分别为 在 60°坐标
系中坐标向上取整和向下取整得到的基本矢量。 
UBL、ULB必为参考矢量 最近的 2 个基本矢
量,第 3 个最近的矢量与参考电压矢量 位于对
角线U
BL—ULB(矢量UBL与  ULB端点的连线)的同一
侧,该对角线在 60°坐标系下的方程为 
refU
refU
g h U
+
=
+
U
                          (8) 
+
h
BL
式中
U、
gU
h
BL
BL
根据表达式
g
BL
分别为U
BL在g、h轴上的投影。 
U
U
U
(
−
refU
的符号,可 
确定第 3 个距离参考矢量 最近的基本矢量。当 
表达式的值大于 0 时,UBB为第 3 个最近的基本矢
量,当表达式的值小于 0 时,ULL为第 3 个最近的
基本矢量。图 2 所示参考电压矢量的 3 个最近的基 
U
h
BL
g
BL
−
)
g
r
h
r
本矢量为:
0
2
−
⎤ ⎡
,
⎥ ⎢
⎦ ⎣
1
−
⎤ ⎡
,
⎥ ⎢
1
−
⎦ ⎣
0
⎤
⎥
1
−
⎦
⎡
⎢
⎣
。 
从图 2、4 可知,由对应的基本矢量确定各功率
器件的开关状态。选择具体的开关状态,特别是选
择小矢量时,要根据此时电容电流的流进或流出来
选择,以保持电容中点电压的平衡[14-15]。 
3.3    各基本矢量作用时间的计算 
确定了参考电压矢量的 3 个最近的基本矢量
U
2
+
d
3
⋅
U
3
          (9) 
后,根据伏秒平衡原理可列出 
⋅
+
d
2
U T
⎧
⋅
⎪
S
ref
⎨
d
d
+
⎪⎩
2
1
U U
=
1
BL
U
d
⋅
=
1
1
d
T
+
=
S
3
U U
=
U U
B
B
=
3
2
LB
;
;
式中:
或 ; 为 
PWM周期;d1、d2、d3为电压U1、U2、U3的作用时
间。所有开关状态的坐标均为整数,方程组(9)的解
可基于参考电压矢量的小数部分获得。 
LLU
sT
B=U U
B
3
时,将方程组在 g-h 坐标下展开,
当
解得 
同理,当
⎧
⎪
⎨
⎪
⎩
d
1
d
2
d
3
d
BL
d
LB
d
BB
U
(
= −
g
r
U
(
= −
g
r
T
d
−
=
S
1
=
=
=
L=U U
时,可得 
L
3
d
=
−
⎧
BL
⎪
d
=
−
⎨
LB
⎪
d
d
=
⎩
LL
1
U
(
g
r
U
(
T
S
d
1
d
2
d
3
=
=
=
g
r
−
U
−
h
BB
U
−
g
BB
d
−
2
)
)
U
g
LL
U
h
BB
d
−
2
)
)
T
⋅
s
T
⋅
s
              (10) 
T
⋅
s
T
⋅
s
                (11) 
计算表明,在 60°坐标系下,可省去扇区判断
过程,并避免进行大量的三角函数运算,使计算工
作量大大缩小。 
—
 
 
态
状
U
a
 
态
状
b
U
 
态
状
U
c
p
o
n
p
o
n
p
o
n
Ts
Ts
Ts
 
t
 
d
2
2
kd
3
2
d
1
2
(1
−
(1
k d
)
3
2
−
k d
)
3
2
d
1
2
 
d
2
2
kd
3
2
图 5    SVPWM 波形 
Fig. 5    SVPWM waveform 
4.2    电容中点电压控制 
分析图 1 所示主电路可知:电容中点电位不平
衡程度是由电容中点电流io和直流侧电容的大小决 
定的,电容中点电位的变化率为
U
Δ
np
= ,由此
i
o
C
2
得到电容中点电流与各个电压矢量状态的关系,如
表 2 所示。 
表 2   中点电流和电压矢量的对应关系 
Tab. 2    Neutral-point current for different voltage vectors 
io
ib
ia
ic
ib
ia
ic
io
ia
ib
ic
ic
ia
ib
io
−ic
−ia
−ib
−ia
−ib
−ic
正小矢量
负小矢量
中矢量
pon 
opn 
npo 
nop 
onp 
pno 
ppo 
opp 
pop 
poo 
opo 
oop 
onn 
non 
nno 
oon 
noo 
ono 
注:三相电流ia  、ib  、ic的电流方向以从电容中点流出的方向为正。 
零矢量和大矢量对电容中点电压(电流)无影
响;正负小矢量对电容中点电压产生的影响是相反
的;而中矢量对电容中点电压的影响是不可直接控
制的[21]。可通过调节正负矢量相对作用时间(总的作
用时间不变)来对由中矢量引起的电容中点电压的
第 24 期 
赵   辉等:    60°坐标系下三电平逆变器 SVPWM 方法的研究 
  43 
偏差进行补偿[22]。 
本文采用的首发矢量均为正小矢量,通过检测
连接到中点的某相负载电流方向,即可知道该小矢
量对直流侧电容电压Uc1、Uc2的影响,参照二者的
不平衡方向调整正负小矢量的相对作用时间。定义k
为电压调整系数(0Uc2且此时首
发小矢量中点电流的方向为流入,则k>0.5,否则,
k<0.5;当Uc10.5。 
此方法需要知道每相负载电流的方向,然后根
据直流侧两电容的电压不平衡方向,确定电压调整
系数 k,调整小矢量的作用时间,使电容中点电压
向着该不平衡方向的反方向移动,从而实现电容中
点电位平衡。 
5    仿真结果与分析 
为验证所提出的基于 60°坐标系的SVPWM算
法的有效性,建立了基于Simulink的仿真模型,并
针对三相阻感性负载进行仿真研究。图 6 为三相静
止坐标系向 60°坐标系转化的电路;图 7 为求解基
本矢量作用时间的电路。所采用的三相负载参数为:
电阻R=15  Ω,电感L=15  mH,直流侧电容C1=  C2= 
1 000 uF,直流电压为 600 V,给定三相平衡参考电
压,其幅值为 220 V,仿真结果给出了采样频率为 
1 kHz、系统输出频率为 50 Hz 时的运行波形,如图
6~10 所示。 
同样条件下用传统 SVPWM 算法得到的仿真结
果如图 11 所示。 
在 Matlab 中可用 tic;toc;命令求出仿真模型
的实际运行时间,表 3 对 2 种算法下仿真模型的运
行效率进行了比较。 
  4 
UDC 
1/u 
1 
* 
Ua
+ 
− 
2 
* 
Ub
3 
* 
Uc
+ 
− 
3 
增益 
3 
增益 
× 
相乘
1
Urg
× 
相乘
2
Urh
求倒 
-K-
增益
-K-
增益
1/u 
求倒 
Ua
*、Ub
*、Uc
*为三相参考电压 
图 6    a-b-c 坐标系向 60°坐标系的转化电路 
Fig. 6    Transforming circuit of a-b-c coordinate to   
60° coordinate 
3
Ts
1
Urg
2
Urh
向上取整
向下取整
向上取整
向下取整
× 
× 
相乘 
算数运算 
× 
− 
+ 
选择开关 
选择开关 
+ 
− 
+ 
− 
× 
× 
+ 
− 
+ 
+
+ 
+
逻辑比较 
× 
× 
× 
1
d1
2
d2
+ 
− 
− 
3
d3
 
图 7   基本矢量作用时间求解电路 
Fig. 7    Calculating circuit for duty time of each basic vector 
400
200
 
V
/
a
U
0 
−200
0.06
 
−400
0.00
0.02
t/s 
0.04 
图 8   相电压U a的波形 
Fig. 8    Curve of Phase voltage Ua
Uac
电容中
点电压
 
600
400
200
0 
 
V
/
c
a
U
−200
−400
−600
0.00
0.02
t/s 
0.04 
0.06
图 9   线电压U ac波形及电容中点电压波形 
Fig. 9    Curves of interphase voltage Uac and 
neutral point voltage 
 
图 11 所示的波形,验证了在三电平逆变器中采
用 60°坐标系下 SVPWM 算法的有效性,其性能与
传统的 SVPWM 算法相当。由传统的 SVPWM 算法
及采用 60°坐标系的 SVPWM 算法的推导及表 3 可
看出,在相同仿真条件下,该算法的效率明显高于
传统的 SVPWM 算法;由图 9 可知,电容中点电压
的波动几乎为 0,验证了所采取的电容中点电压平
衡策略的有效性。 
 
44 
 
40 
20 
 
A
/
a
I
0 
−20 
−40 
0.00 
 
1 000 
 
V
/
a
U
0 
−1 000
400 
 
V
/
c
a
U
0 
−400 
40 
 
A
/
a
I
0 
0.02 
t/s
0.04 
图 10   相电流I a波形 
Fig. 10    Phase current Ia curve   
0.06
 
−40 
0.00 
0.02 
t/s
0.04 
图 11   传统SVPWM 算法下相电压Ua、 
线电压Uac及电流Ia波形 
0.06
 
Fig. 11    Curves of phase voltage Ua, interphase voltage Uac 
and phase current Ia based traditional SVPWM 
表 3   2 种算法仿真模型运行效率比较 
Tab. 3    Efficiency comparison between two methods 
算法 
60°坐标系下 
SVPWM 
传统的 SVPWM 
文件格式 
MDL 
MDL 
编译器版本  仿真时间设定/s
Simulink5.0 
Simulink5.0 
0.06 
0.06 
仿真算法及精度  实际运行时间/s  计算机配置
可变步长的改进 
主频 2.00 GHz,
算法 
60°坐标系下 
SVPWM 
罗森布罗克二阶算法,
传统的 SVPWM 
相对偏差为 0.001,
其余为“默认” 
6    结论 
0.04 
内存 256 MB
0.065  主频 2.00 GHz,
内存 256 MB
本文详细论述了基于 60°坐标系的三电平逆变
器空间电压矢量调制的原理和实现方法,该方法可
方 便 地 求 出 基 本 矢 量 及 其 作 用 时 间 , 与 传 统
SVPWM 算法相比,不需要进行复杂计算,可根据
负载电流方向和两电容电压,合理分配正、负小矢
量的工作时间,保持电容中点电压的平衡。仿真结
果证明了该算法的正确性和有效性,可扩展应用到
更多电平的逆变器上。 
中   国   电   机   工   程   学   报 
第 28 卷 
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收稿日期:2008-01-31。 
作者简介: 
赵    辉(1963—),男,博士,教授,主要研究
方向为电力电子控制技术,zhaohui3379@126.com;
李    瑞(1981—),男,硕士研究生,主要研究
方向为电力电子控制技术及其在风力发电系统的
应用。 
(编辑   谷    子 )
 
赵    辉