电机控制SVPWM：六边形电压空间矢量原理

"电机控制SVPWM技术是用于三相逆变器驱动异步电动机调速的一种高效方法。在SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间电压矢量脉宽调制）中，通过精确控制逆变器中功率开关器件的导通和关断，可以实现对电机定子绕组合成电压的精确调节。" SVPWM控制技术基于180°导通型的三相逆变器，逆变器的工作状态由8种不同的开关模式组成，其中包括6种有效开关状态（输出电压不为零）和2种零状态（无输出电压）。这些状态通过开关函数来描述，开关函数Si代表对应相的上桥臂器件是否导通。例如，当Si=1时，表示上桥臂器件导通；Si=0时，表示下桥臂器件导通。每个时刻的输出电压us由当前的SA、SB和SC三个开关函数值唯一决定。 在电机控制过程中，SVPWM的关键在于合成电压空间矢量的构造。在每个工作周期内，这些电压矢量按照正六边形轨迹移动，每经过一个状态，空间矢量的相位会旋转π/3。整个周期内，6个不同的电压空间矢量依次激活，共同覆盖2π弧度，形成一个完整的正六边形。例如，从状态100开始，初始的合成电压空间矢量u1指向A轴（X轴），其存在时间为π/3；随后转换到状态110，空间矢量变为u2，相位滞后π/3，同样存在π/3时间，以此类推。 电压空间矢量可以划分为6个扇区（Sector），每个扇区对应一个电压矢量。通过线性组合不同矢量，可以生成新的矢量，以实现更平滑的电压波形。例如，在区域I，可以用两个矢量的线性组合表示新矢量us，调整它们的权重比例，即可得到所需相位的矢量。 在实际应用中，为了确保电压矢量的平滑过渡，必须精确计算各个开关状态的作用时间。这通常涉及到复杂的数学计算，包括正弦和余弦函数的应用，以确保合成电压矢量在时间和空间上的连续性，从而提高电机的运行效率和动态性能。 SVPWM技术是一种先进的电机控制策略，它通过优化开关模式和控制电压空间矢量，实现了电机调速的高效、精确和低谐波。这种技术在现代工业自动化、电动汽车、风力发电等领域有着广泛的应用。