雖然在工程中基本都是用SVPWM或其變形，很少用到SPWM，但是說到SVPWM優點的時候，總是將之與SPWM做對比，因此有必要對SPWM做一些了解。

本篇主要就SPWM的幾點結論進行解釋。

pwm

陳伯時著作中的一段話

想要理解這段話中的前半段背后的理論，首先需要理解兩個概念。

電壓利用率：逆變電路輸出的線電壓的基波幅值和直流母線電壓Ud的比值。

因為母線端的電壓有限制，為了輸出更大的線電壓，當然也就希望電壓利用率越高越好了。

調制度：逆變器輸出的相電壓基波幅值與SPWM在線性調制區輸出的最大相電壓幅值（1/2*Ud）的比值。

調制度如果大于1，則進入過調制區域，本文僅考慮線性區域，即調制度不大于1的情況。

在談SPWM或SVPWM的時候，首先需要明確我們的需求是什么？

為了讓永磁同步電機朝一個方向勻速旋轉，電機的定子需要產生一個勻速旋轉的磁場，去牽引電機的轉子。為了產生旋轉磁場，要求電機UVW三相（空間相差120度）需要加載幅值相等，且在時間上相差120度相位的正弦電流。而為了產生這樣的電流波形，需要在UVW三相上加載幅值相等，時間上相差120度相位的電壓波形。如何產生這樣的電壓波形呢？

Fig1 電源中點為參考電位0

Fig2 電源負極為參考電位0V

1，SPWM的星結點電位是固定的。

為什么呢？這里需要說明的是，應該說星結點處，將實際脈沖等效后的電位為固定，此處電位并非每時每刻都為固定。因為動態分析下，星結點電位是波動的。如采用Fig1所示的參考電位選擇方式，那么星結點n電位可能為1/6Udc，-1/6Udc，-1/2Udc（000）和1/2Udc（111）四種情況，如采用Fig2所示參考電位選取方式，那么星結點n電位可能為2/3Udc，1/3Udc，0 （000）和Udc（111） 四種情況。

具體分析不再贅述，考慮八種開關情況（100，101，110，011，010，001，000，111）即可。

基于上面的結論，有沒有發現什么規律？

Fig2中的星結點電位似乎比Fig1中的高1/2Udc？

的確如此。

Fig1經常會出現在論文和書本教材中。

基于Fig1，若取三相參考電壓（對地的端電壓）為：

三相波形為：

參考電位在電源中心，Udc=360V

則通過SPWM，即可獲得最大的相電壓幅值Udc/2。此時星結點電壓恰好等效為0V。

Fig2才是實際使用中會出現的情況。

基于Fig2，取三相參考電壓（對地的端電壓）為：

三相波形為

參考電位在電源負極，Udc=360V

則可通過SPWM獲得最大相電壓幅值Udc/2，此時星結點電壓等效為Udc/2。

1.1，理論計算

假設SPWM的調制波電壓（對地電壓）為：

當B=0時，A=Udc/2，對應Fig1中的情況，此時星結點電壓為0V；當B=A=Udc/2時，對應Fig2中的情況，此時星結點電壓為Udc/2。

因此，SPWM調制方式下，參考電位確定后，星結點電位應是固定不變的。

1.2，仿真分析

假設Udc=360V，將調制度設置為1。分別對Fig1和Fig2的情況進行分析，可知無論是Fig1還是Fig2，其相電壓仿真結果均約為180V，見Fig3，即參考電位的選取不影響相電壓大小。

Fig3 相電壓及端電壓仿真

由下圖仿真結果可知，無論是Fig1 還是Fig2中選擇參考電位的方式 ，其星結點的電壓基波分量均為0，采用Fig1 選取參考電位的方式，星結點等效電位為0V，采用Fig2選取參考電位的方式，星結點等效電位為180V，與理論分析相符合。Fig3中同樣顯示了a相的端電壓的仿真結果。

星結點電壓仿真

2，SPWM的相電壓幅值最大為1/2UDc

陳伯時書中對SPWM的定義

首先要注意限制條件。

第一，spwm三相調制波一定要是正弦波。

如果調制波是馬鞍波那就是svpwm了，不屬于spwm。

如果調制波是方波，梯形波或者三角波，也不能認為是spwm。

第二，為了保證不進入過調制區域，調制波幅值不能大于直流母線電壓的一半。

即正弦波峰峰值要求不大于Udc。那么調制波的幅值最大值也就只能是Udc/2，因此線電壓基波幅值為Udc/2*sqrt(3)。

根據電壓利用率定義，可得SPWM的電壓利用率最大值為Udc/2*sqrt(3)/Udc，即約為0.866。