变频器电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制

图4-5 六拍逆变器供电时的合成电压空间矢量
a)逆变器的8种开关模式 b)合成电压空间矢量(放射形分布) c)合成电压空间矢量(正六边形分布)

在六拍阶梯波逆变器的每个工作周期中，6个有效的开关模式依次各出现一次，逆变器每隔π/3时刻就改变一次开关模式，而在π/3时期内则保持不变。换言之，如在第一个π/3时刻内，定子电压合成空间矢量为u₁，则过了π/3时刻后，电压空间矢量变为u₂，随着时间推移，依次产生u₃、u₄、u₅、u₆，到第二个周期，又产生u₁……。这样可把放射形表示的六个电压空间矢量改画成以正六边形表示的电压空间矢量，6个电压空间矢量依次首尾相连，且u₆的顶端与u₁的末端衔接，从而形成封闭的正六边形。这表明在一个周期的2π时刻，6个电压空间矢量在空间共转过2π电角度，如图4-5c)所示。图中，六边形的中点o也就是u₇与u₈的坐落点。
这样一个由定子合成电压空间矢量所形成的正六边形轨迹，也可以看作是交流电动机由六拍阶梯波逆变器供电时定子合成磁链空间矢量端点的运动轨迹，此时，旋转磁场呈正六边形而非园形。图4-6绘出了相应的电压空间矢量与磁链空间矢量的关系。

图4-6 六拍逆变器供电时电动机电压空间矢量与磁链矢量的关系

下面对六边形旋转磁场的形成作进一步的讨论。设逆变器开关模式由（1，0，0）切换到（1，1，0）时，电动机定子合成电压空间矢量由u₁切换为u₂，同时建立了磁链空间矢量ψ₂（也可看作是（1，1，0）开关模式时的初始磁链空间矢量），如图4-7中的矢量 。
依照式（4-6）可以写出
δψ_i=u_iδt （i=1、2、……6） (4-11)
它表明，在任一个π/3期间内，在一个u_i的作用下会产生磁链空间矢量的增量δψ_i，δψ_i的方向应该与u_i的方向一致，而幅值则取决于u_i作用时间的长短δt。以所讨论的π/3期间为例，在t=0时，δψ₂＝0，因而ψ_i＝ψ₂(图4-7中的)；在t=δt₁时，δψ₂＝u₂δt₁，其大小如图中段。此时ψ₂的顶端沿着 段从a点移往b点，并形成此时刻的磁链空间矢量ψ₂₁＝ψ₂＋δψ₂＝ψ₂＋u₂·δt₁，如图中的段所示矢量。到了t=π/3时，磁链空间矢量的增量δψ₂＝u₂，而ψ₂的顶点沿u₂方向移至c点，形成新的磁链空间矢量ψ₃，ψ₃＝ψ₂＋u₂。在c点时，逆变器已进入下一个开关模式，ψ₃就是下一开关模式的初始磁链空间矢量。依此类推，逆变器工作一个周期时，6个磁链合成空间矢量呈放射状，它们的顶端运动轨迹呈正六边形，与电压合成空间矢量的方向吻合。

图4-7 磁链矢量运动轨迹的形成

4.4 电压空间矢量的线性组合与svpwm控制
如果交流电动机仅由常规的六拍阶梯波逆变器供电，磁链轨迹便只是六边形的旋转磁场，不是正弦波供电时所产生的那种圆形旋转磁场，使电动机不能获得恒定转矩。其所以如此，是因为在一个周期内逆变器的工作状态只切换6次，只形成6个电压空间矢量。如果想获得更多边形或逼近圆形的旋转磁场，就必须在每一个ψ₃期间内出现多个工作状态，以形成更多的相位不同的电压空间矢量，为此，必须对逆变器的控制模式进行改造。pwm控制显然可以适应上述要求，问题是，怎样控制pwm的开关时间才能逼近圆形旋转磁场。科技工作者已经提出过多种实现方法，例如线性组合法，三段逼近法，比较判断法等等，这里只介绍线性组合法。（信息来源：www.55dianzi.com）

图4-8 逼近圆形时的磁链增量轨迹

图4-8绘出了逼近圆形时的磁链矢量轨迹。前已指出，如果要逼近圆形，须要增加电压空间矢量的切换次数，设想磁链增量由图中的δψ₁₁、δψ₁₂、δψ₁₃、δψ₁₄共4段组成。这时，每段所施加的电压空间矢量的相位都不一样，可以用基本电压矢量的线性组合来获得。
图4-9表示由电压空间矢量u₁和u₂的线性组合构成新的电压矢量u_s。设在换相周期时间t₀中，有一部分时间t₁施加电压矢量u₁，另一部分时间t₂施加u₂。由于t₁和t₂都比较短，所产生的磁链变化也较小，可以分别用电压矢量和 来表示。这两个矢量之和u_s是线性组合后的电压矢量，u_s与矢量u₁的夹角θ就是这个新矢量的相位，它与u₁和u₂的相位都不同了。

图4-9 电压空间矢量的线性组合

采用不同电压空间矢量在不同时间作用下的线性组合就可以得到所需相位的磁链增量，如图4-8中的δψ₁₁、δψ₁₂

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