SVPWM电压矢量控制解析

8个基本空间矢量
PWM逆变器共有8种工作状态
当
SA
SB
uA
uB
SC 1 0 0 Ud Ud Ud uC 2 2 2
2 4 j j U 2 Ud 2 d u1 (1 e j e j 2 ) (1 e 3 e 3 ) 3 2 3 2
2 Ud 2 4 2 4 [(1 cos cos ) j (sin sin )] 3 2 3 3 3 3
j 2 Ud 2 (1 j 3) U d e 3 3 2 3
依此类推，可得8个基本空间矢量 。
磁链空间矢量的近似关系为
dψ s us dt
或
ψ s us dt
电压与磁链空间矢量的关系
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（简称为磁链圆）。
定子磁链矢量 定子电压矢量
ψs s e
j (1t )
is 、i 共轭矢量
' s
空间矢量表达式
考虑到
'
iAO iBO iCO 0
2 3
3 2 3 2 p = k (u AOiAO u BOiBO uCOiCO ) k p 2 2
三相瞬时功率
百度文库
p=uAOiAO uBOiBO uCOiCO
2 k 3
按空间矢量功率与三相瞬时功率相等的原则
us uAO uBO uCO ku AO kuBO e j kuCO e j 2
u AO 0 uBO 0 的合成矢量 uCO 0
图5-21 电压空间矢量
空间矢量的定义
定子电流空间矢量
is i AO iBO iCO kiAO kiBO e j kiCO e j 2
2 Ud 2 4 2 4 2 [(1 cos cos ) j (sin sin )] U d 3 2 3 3 3 3 3
8个基本空间矢量
当
SA
uA
uB
SB
SC 1 1 0
Ud 2 Ud 2
Ud uC 2
2 4 j j U 2 Ud u2 (1 e j e j 2 ) d (1 e 3 e 3 ) 3 2 2
空间矢量表达式
2 us (u AO uBO e j uCO e j 2 ) 3
2 j j 2 is (iAO iBO e iCO e ) 3
2 j j 2 ψs ( AO BO e CO e ) 3
空间矢量表达式
当定子相电压为三相平衡正弦电压时，三
不等，但合成电压矢量的表达式相等。 因此，三相合成电压空间矢量与参考点无关。
us uAO uBO uCO 2 (u AO uBO e j uCO e j 2 ) 3
2 [(u A uOO ' ) (uB uOO ' )e j (uC uOO ' )e j 2 ] 3 2 2 [u A uB e j uC e j 2 uOO ' (1 e j e j 2 )] (u A u B e j uC e j 2 ) 3 3
电压空间矢量PWM（SVPWM） 控制技术
把逆变器和交流电动机视为一体，以圆形
旋转磁场为目标来控制逆变器的工作，这种 控制方法称作“磁链跟踪控制”，磁链轨迹 的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量 实 现 的 ， 所 以 又 称 “ 电 压 空 间 矢 量 PWM （SVPWM，Space Vector PWM）控制”。
间矢量，幅值
3 Us Um 2
在三相平衡正弦电压供电时，若电动机转
速已稳定，则定子电流和磁链的空间矢量 的幅值恒定，以电源角频率为电气角速度 在空间作恒速旋转。
电压与磁链空间矢量的关系
合成空间矢量表示的定子电压方程式
dψ s u s Rs i s dt
忽略定子电阻压降，定子合成电压与合成
相合成矢量
us uAO uBO uCO 2 2 j 4 j 2 [U m cos(1t ) U m cos(1t )e U m cos(1t )e ] 3 3 3 3 U m e j1t U s e j1t 2
空间矢量表达式
以电源角频率为角速度作恒速旋转的空
空间矢量的定义
交流电动机绕组的电压、电流、磁链等物
理量都是随时间变化的，如果考虑到它们所 在绕组的空间位置，可以定义为空间矢量。 定义三相定子电压空间矢量
uAO ku AO uBO ku BO e uCO kuCO e
j j 2
2 3
k为待定系数
空间矢量的合成
三相合成矢量
定子磁链空间矢量
ψ s ψ AO ψ BO ψCO k AO k BO e k CO e
j j 2
空间矢量表达式
空间矢量功率表达式
p ' =Re(u s is' ) Re[k 2 (u AO u BO e j uCO e j 2 )(iAO iBO e j iCO e j 2 )] k 2 (u AO iAO u BO iBO uCOiCO ) k 2 Re[(u BO iAO e j uCO iAO e j 2 u AOiBO e j uCO iBO e j u AO iCO e j 2 u BOiCO e j )]
d us ( s e j (1t ) ) dt
j (1t ) j e 1 s 1 se j (1t ) 2

电压与磁链空间矢量的关系
图5-22 旋转磁场与电压空 间矢量的运动轨迹
图5-23 电压矢量圆轨迹
电压空间矢量
直流电源中点O’和交流电动机中点O的电位