空間矢量脈寬調制(SVPWM)技術

PWM技術作為電力電子裝置的核心技術，被廣泛的應用于變頻調速電機傳動中，電機控制的最終目的是產(chǎn)生圓形旋轉磁場，從而產(chǎn)生恒定的電磁轉矩。在眾PWM調制方法中，空間矢量脈寬調制(SVPWM)因其宜于數(shù)字控制器實現(xiàn)、輸出電流波形好且直流側電壓利用率高等優(yōu)點被廣泛應用于兩電平電壓逆變器的控制中。

當由三相對稱的正弦電壓供電時，給出的電壓矢量為一個幅值與相電壓幅值相等的空間矢量，其端點的運動軌跡為圓形，且旋轉的角速度為相電壓的電角頻率。由環(huán)球電機學理論知，電壓的積分即磁鏈。要想產(chǎn)生的定子磁鏈為理想的圓形，必須保持電壓空間矢量的幅值不變且相角連續(xù)變化。逆變器能輸出的電壓矢量數(shù)量很有限，SVPWM可以通過快速交替地輸出逆變器各電壓矢量，從而引導定子磁鏈形成接近圓形的軌跡。

圖1給出了三相電壓型逆變器的拓撲結構。每相都含有兩個橋臂，每個橋臂均由一個可控器件和一個反并聯(lián)二極管組成。對于星型連接的負載，負載各相的相電壓可以通過計算負載中性點n與直流電源假想中點N的電位差求得。

如果單獨分別輸出6個非零基本空間電壓矢量，定子磁鏈矢量僅能構成如圖2所示的六邊形磁場，而不能逼近圓形磁場。為了較好地逼近圓形磁場，應該有盡量多的正多邊形邊，即應該生成更多的逆變器開關狀態(tài)組合。SVPWM將逆變器和東莞電機看成一個整體，利用6個非零的基本空間電壓矢量完成線性組合可以獲得更多的開關組合。當控制系統(tǒng)根據(jù)交流電動機的運行狀態(tài)計算得到一個電壓空間矢量給定值Vs時，可以通過6個非零基本空間矢量中某相鄰兩個矢量來合成，若有多余時間可以分配給零矢量?？刂齐妷盒湍孀兤魇蛊湓谝粋€控制周期Ts內實現(xiàn)輸出的電壓空間矢量對時間的積分與Vs·Ts相等。