近年來，電機(jī)的空間矢量理論被引入到逆變器及其控制中，形成和發(fā)展了空間矢量PWM（SVPWM）控制思想。其原理就是利用逆變器各橋臂開關(guān)控制信號(hào)的不同組合，使逆變器輸出電壓空間矢量的運(yùn)行軌跡盡可能接近圓形?？臻g矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，不僅使電機(jī)脈動(dòng)降低，電流波形畸變減小，且與常規(guī)正弦脈寬調(diào)制 （SP-WM）技術(shù)相比，直流電壓利用率有很大提高，并更易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。

　　1 電壓空間矢量調(diào)制（SVPWM）算法

　　空間矢量脈寬調(diào)制（Space Vector Pulse Width Modulation） 　　SVPWM的主要思想是：以三相對(duì)稱正弦波電壓供電時(shí)三相對(duì)稱電動(dòng)機(jī)定子理想磁鏈圓為參考標(biāo)準(zhǔn)，以三相逆變器不同開關(guān)模式作適當(dāng)?shù)那袚Q，從而形成PWM波，以所形成的實(shí)際磁鏈?zhǔn)噶縼碜粉櫰錅?zhǔn)確磁鏈圓。傳統(tǒng)的SPWM方法從電源的角度出發(fā)，以生成一個(gè)可調(diào)頻調(diào)壓的正弦波電源，而SVPWM方法將逆變系統(tǒng)和異步電機(jī)看作一個(gè)整體來考慮，模型比較簡(jiǎn)單，也便于微處理器的實(shí)時(shí)控制。在變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，矢量方向是連續(xù)變化的，因此我們需要不斷的計(jì)算矢量作用時(shí)間。為了計(jì)算機(jī)處理的方便，在合成時(shí)一般是定時(shí)去計(jì)算（如每0.1ms計(jì)算）。這樣我們只要算出在0.1ms內(nèi)兩個(gè)基本矢量作用的時(shí)間就可以了。由于計(jì)算出的兩個(gè)時(shí)間的總合可能并不是0.1ms（比這?。?，而那剩下的時(shí)間就按情況插入合適零矢量。 由于在這樣的處量時(shí)，合成的驅(qū)動(dòng)波形和PWM很類似。因此我們還叫它PWM，又因這種PWM是基于電壓空間矢量去合成的，所以就叫它SVPWM了。

　　SVPWM是以磁鏈跟蹤控制為目標(biāo)，使逆變器瞬時(shí)輸出三相脈沖電壓合成的空間電壓矢量與期望輸出三相正弦波電壓合成的空間電壓矢量相等。對(duì)于三相電壓型逆變器而言，它有8種工作狀態(tài)，用矢量表示這8種空間狀態(tài)，如圖1所示。

　　介紹SVPWM工作原理的相關(guān)文獻(xiàn)很多，這里不再細(xì)述，以下給出算法步驟：

　?。?）判斷參考電壓矢量Vref所在扇區(qū)

　　引入三個(gè)中間變量A，B，C：

　　則扇區(qū)號(hào)：S=A+2B+4C。

　　（2）計(jì)算扇區(qū)的有效電壓空間矢量和零矢量的作用時(shí)間Tx，Ty和T0

　　引入三個(gè)中間變量X，Y和Z：

　　對(duì)于不同的扇區(qū)，Tx，Ty按表1取值。

　　飽和判斷：Tyout。

　　計(jì)算零電壓矢量作用時(shí)間：T0=TPWM-Tx-Ty。

　?。?）開關(guān)切換時(shí)間分配

　　先定義空間矢量切換點(diǎn)分別為：

　　則根據(jù)空間矢量所處的扇區(qū)不同，晶體管的切換時(shí)間Tcm1，Tcm2，Tcm3分別如表2所示。

　　Simulink仿真環(huán)境下可以方便地利用模塊和軟件編程擴(kuò)展進(jìn)行仿真。根據(jù)上述實(shí)現(xiàn)方法，構(gòu)造了如圖2所示的Simulink仿真模型。

　　在模型中使用Repeating Sequence模塊作為雙向定時(shí)計(jì)數(shù)器，與SVPWM調(diào)制波進(jìn)行比較，其輸出作為滯環(huán)比較器的輸入。Matlab語言編寫的S函數(shù)則作為比較值的計(jì)算與分配單元。

　　2 仿真與分析

　　仿真對(duì)象：SVPWM與永磁同步電機(jī)。通過Matlab仿真得到的波形如圖3所示。

　　3 結(jié) 語

　　通過仿真研究，SVPWM矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。扇區(qū)判斷正確，占空比對(duì)應(yīng)的時(shí)間準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)矩輸出波形較平穩(wěn)。其逆變器直流電壓利用率比用SPWM高，諧波成分小，采用矢量控制技術(shù)的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)性能非常優(yōu)良。