永磁同步电机学习（二）——svpwm

简略版本 很多资料网上都有 我就只总结我不很懂的 概念上的一些东西。
抛弃原有的spwm算法，采用逆变器空间电压矢量的切换以获得准圆形旋转磁场从而在不高的开关频率条件下，使得交流电机获得较spwm算法更好的控制性能。

1.为什么要是用SVPWM？为什么不用SPWM？

svpwm与spwm相比较，绕组电流波形的谐波成分小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率有了很大的提高【通过计算可得svpwm比spwm调制最高所能达到的调制比高出15.47%】，且更容易实现数字化。
定子就是磁链绕组，转子就是永磁铁，用电路控制定子绕组产生旋转的磁场，里面的转子磁铁就会跟着转动。所以我们希望这个旋转的磁场最好是恒定的，且理想状态下是希望是圆形旋转磁场。

2.复平面的引入 SVPWM的基本原理

①

通过互差120°，大小随着时间按正弦规律变化的三个分矢量，来合成一个大小不变的旋转的总矢量【就是圆形的旋转磁场了】。
原则上就是将三相3个标量用一个合成量表示，并保持了信息的完整性，则三相的问题就简化成了单相的问题。
三相绕组本来就是互差120°的，接下来，只要控制绕组上的电压大小按照正弦变化即可。在驱动器的控制电路中，全文以两电平三相电压源逆变器为例，就是对六个管子的开关进行控制，所以无法直接加交流电，使其上的电压按正弦变化。此时，在SPWM中，就是控制PWM占空比来等效正弦【管子开关的高低电平输出等效成正弦波】。
SVPWM算法的目的就是使用三相桥的开关状态把在空间中旋转的ut矢量表示出来。

②

图1 将三个标量转换成复平面αβ上的单矢量
对三相桥开关状态的表示则是根据设置三个s01表示设定。
图23

分析sa sb sc的开关状态的八种开关组合和电压关系同时获得
可以得出电压空间矢量图
合成矢量的关系式就变成了桥臂的开关函数，因此上式可以写成

③

现在取一个小扇区进行分析，现在设定输出为Uout旋转到扇形I中，用其相邻的两个电压空间矢量来表示它。

以此类推，Uref每在一个区域都要进行开关切换顺序的选择，而且都不一样，同时要遵守一定的规则。
在 SVPWM 调制方案中，零矢量的选择是最具灵活性的，适当选择零矢量，可最大限度地减少开关次数，尽可能避免在负载电流较大的时刻的开关动作，最大限度地减少开关损耗。因此，我们以减少开关次数为目标，将基本矢量作用顺序的分配原则选定为：在每次开关状态转换时，只改变其中一相的开关状态。并且对零矢量在时间上进行了平均分配，以使产生的 PWM 对称，从而有效地降低 PWM 的谐波分量。可以发现当 U4(100)切换至 U0(000)时，只需改变 A 相上下一对切换开关，若由 U4(100)切换至 U7(111)则需改变 B、C 相上下两对切换开关，增加了一倍的切换损失。因此要改变电压向量 U4(100)、U2(010)、U1(001)的大小，需配合零电压向量 U0(000)，而要改变 U6(110)、U3(011)、U5(100)， 需配合零电压向量 U7(111)。这样通过在不同区间内安排不同的开关切换顺序， 就可以获得对称的输出波形，其它各扇区的开关切换顺序如表 2-2 所示。