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电压空间矢量脉宽调制方法 简称：空间矢量调制（SVPWM, Space Vector Pulse Width Modulation） 应用范围：三相全桥逆变器，采用全控型开关器件，例如IGBT, MOSFET,GTO, IGCT等。 应用非常广泛的一种PWM控制方法，尤其在三相交流电动机变频调速控制系统中最为常用，其它应用有三相PWM整流器，有源电力滤波器等。 6.4 电压空间矢量脉宽调制方法 引言 6.4.1 180o导通模式下的逆变器电压空间矢量 6.4.2 三相对称交流量空间矢量定义 6.4.3 电机磁链空间矢量与电压矢量的关系 6.4.4 六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场 6.4.5 电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制 小结 本节习题 6.4 电压空间矢量脉宽调制方法? 引言 6.4 电压空间矢量脉宽调制方法? 引言 实验运行相关波形：（空载运行）等效参考电压调制波和电机线电流（fo = 25Hz） 实验运行相关波形：（空载运行）等效参考电压调制波和电机线电流（25Hz）（放大） 6.4 电压空间矢量脉宽调制方法? 引言 传统（经典）的SPWM控制主要着眼于使变压变频器的输出电压尽量接近正弦波，并未顾及输出电流的波形。而电流滞环跟踪控制则直接控制输出电流，使之在正弦波附 近变化，这就比只要求正弦电压前进了一步。然而交流电动机需要输入三相正弦电流的最终目的是在电动机空间形成圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。 如果对准这一目标，把逆变器和交流电动机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，其效果应该更好。这种控制方法称作“磁链跟踪控制”，接下来的讨论将表明，磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得到的，所以又称“电压空间矢量PWM（SVPWM，Space Vector PWM）控制”。这是一种在80年代提出，现在得到广泛应用的三相逆变器PWM控制方法。 6.4.1 180o导通模式下的逆变器 电压空间矢量 主电路原理图简化表示 主电路原理图简化表示 逆变器的 8 种工作状态 开关工作状态 如果，上述图中的逆变器采用180°导通型，功率开关器件共有 23 = 8 种组合工作状态（见附表） ，其中 6 种有效开关状态； 2 种无效状态（因为逆变器这时并没有输出电压）： 上桥臂开关 V1、V3、V5 全部导通 下桥臂开关 V2、V4、V6 全部导通 开关状态表 开关控制模式 对于六拍阶梯波工作模式下的逆变器，在其输出的每个周期中6 种有效的工作状态各出现一次。逆变器每隔 ?/3 时刻就切换一次工作状态（即换相），而在这 ?/3 时刻内则保持不变（方波控制模式）。 工作于这种模式下的逆变器，我们通常把它简称为六拍逆变器。 逆变器输出电压空间矢量的定义 逆变器的6个输出电压空间矢量 由6个电压空间矢量形成的电压空间矢量图 电压空间矢量图（简化表示） 6.4 .2 三相对称交流量空间矢量定义 电压空间矢量的相互关系 定子电压空间矢量：uA0 、 uB0 、 uC0 的方向始终处于各相绕组的轴线上，而大小则随时间按正弦规律脉动，时间相位互相错开的角度也是120°。 合成空间矢量：由三相定子电压空间矢量相加合成的空间矢量 us 是一个旋转的空间矢量，它的幅值不变，是每相电压值的3/2倍。 三相电压经过空间矢量合成后等效为一个空间矢量的概念，实质上就是一种由三相信号到两相信号的变换。经过这样的等效变换带来的最大便利之处就在于三相系统转化为两相系统来处理，即可以采用复平面矢量（向量）分析。 电压空间矢量的相互关系 当电源频率不变时，合成空间矢量 us 以电源角频率?1 为电气角速度作恒速旋转。当某一相电压为最大值时，合成电压矢量 us 就落在该相的轴线上。用公式表示，则有 电压空间矢量的合成思想 6.4 .3 电机磁链空间矢量 与电压矢量的关系 三相的电压平衡方程式相加，即得用合成空间矢量表示的定子电压方程式为 近似关系 当电动机转速不是很低时，定子电阻压降所占的成分（比例）很小，可忽略不计，则定子合成电压与合成磁链空间矢量的近似关系为 磁链轨迹 当电动机由三相平衡正弦电压供电时，电动机定子磁链幅值恒定，其空间矢量以恒速旋转，磁链矢量顶端的运动轨迹呈圆形（一般简称为磁链圆）。这样的定子磁链旋转矢量可用下式表示。 6.4 .4 六拍阶梯波逆变器与正六边形空间 旋转磁场 电压空间矢量运动轨迹 在常规的 PWM 变压变频调速系统中，异步电动机由