4 子扇区过程
在2级SVPWM中，第1步是找出可确定停顿矢量的扇区编号。第2步是，计算每个所选矢量的停顿时间。根据第1章中3级SVPWM原则，当确定主扇区且所有矢量均映射到主扇区时，可使用与2级SVPWM相同的过程来确定子扇区，并计算每个停顿矢量的停顿时间。这种过程算法在许多文章中都有介绍，因此本文将不再讨论子扇区确定方法和停顿时间计算方法。
尽管我们可以通过子扇区方法找出每个矢量的停顿时间，但是每个功率开关的占空比分布比2级SVPWM要复杂得多。3级SVPWM拥有6对补偿功率开关，其意味着，当我们得到所选矢量的停顿时间时，必须计算出6个占空值。为了简化占空比计算过程，本文介绍一种有效的方法，用于轻松地计算每对功率开关的占空比。
我们同样以主扇区1作为例子。根据图4，R相位没有N状态。除此以外，如果选择OON、ONO和OOO，用于矢量映射，则S和T相位没有P状态。就R相位而言，用1代替P状态，并用0代替O状态。就S和T相位而言，用1代替O状态，用0代替N状态。结果是，与2级SVPWM相同的矢量图。图8显示了这种操作过程。
图8 状态代替
在完成2级SVPWM过程以后，可知道3个矢量的停顿。如图8所示，Tx为100停顿时间，Ty为110停顿时间，而Tz为111和000停顿时间。因此，我们可以利用中心对齐PWM输出模式，计算出3对补偿功率开关的3个占空比（d1、d2和d3）；本例所得矢量序列为000→100→110→111→110→100→000。图9左边显示了2级SVPWM中3对补偿功率开关上级开关的状态，其被称作中心对齐SVPWM。
图9 2级逆变器中心对齐SVPWM
如果我们用P和N分别代替1和0，则我们可得到3级逆变器中心对齐SVPWM的右边部分。3级SVPWM的矢量序列为：
ONN→PNN→PON→POO→PON→PNN→ONN。
正功率开关对为Qx1和Qx3（x=R、S、T）；负功率开关对为Qx4和Qx2（x = R、S、T）。我们对每对状态0和1的定义也与2级SVPWM相同。因此，对于主扇区1而言，在单开关周期内，负R相位对始终为0，对于S、T相位而言，正对始终为0。那么，仅3对功率开关必须通过不同的占空比、正R相位对和负S、T相位对控制，其相当于2级SVPWM的3对功率开关。这意味着，在主扇区1中，d1可分配给正R相位对，d2可分配给负S相位对，而d3可分配给负T相位对。
前面分析结果可扩展至其它矢量。表4总结了状态代替，表5列举了每个主扇区的占空比分配情况。
表4 每个主扇区的状态代替
表5 每个主扇区的占空比分配
5 算法实施
由第4小节的分析，我们可实现3级SVPWM算法。图10显示了该软件流程图。
图10 3级SVPWM算法流程图
图10中，所有函数输入均为基准矢量的αβ元素。
RevParkConv为Park反向转换的函数，由此，我们可以得到3个相位静态元素。
MainSectorCal为通过表3所列结果确定主扇区编号的函数。
MapVector为映射基准矢量至所选主扇区的函数。表2列出了映射矢量αβ元素。
Svgen_dq_2_Level为实现2级SVPWM过程的函数，由此，我们可知道三个占空比d1、d2和d3。
DutyAssign为通过表5所列结果为功率开关对分配CMPR值的函数。
6 仿真结果
为了测试第5章所讨论算法的有效性，我们使用Matlab Simulink Platform得到仿真结果。所有算法均通过C代码s函数完成，其可轻松移植至现实系统。
仿真条件如下：
三相三级NPC桥
开关频率：10kHz、PWM周期计数：3000
DC侧电压：700V
基准相到相电压：（1）200 V/50 Hz；（2）280 V/50 Hz
LC滤波器参数：每个相位，L=9mH，C=4.7μf
R负载：每个相位100Ω
无停滞时间
图11仿真结果
（CH1：基准电压；CH2：输出电压；CH3：主扇区计算；CH4：子扇区计算）
图12 仿真结果
（CH1：正QR1 PWM；CH2：负QS2 PWM；CH3：负QT2 PWM；CH4：主扇区）
图13 220Vac输出CMPR值
CH1：R相位正（蓝色）和负（绿色）的CMPR值
CH2：S相位正（蓝色）和负（绿色）的CMPR值
CH3：T相位正（蓝色）和负（绿色）的CMPR值
CH4：主扇区
图14 280Vac输出CMPR值
CH1：R相位正（蓝色）和负（绿色）的CMPR值
CH2：S相位正（蓝色）和负（绿色）的CMPR值
CH3：T相位正（蓝色）和负（绿色）的CMPR值
CH4：主扇区
由图11-图14所示仿真结果，经证明，该算法是正确的。这种算法可用于实现3级3相逆变器SVPWM。但是，由于没有考虑到停滞时间和DC侧电压失衡所产生的影响，因此要求做进一步的研究。所以，我们必须特别注意这种方法的局限性。
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