svpwm理解

article/2025/10/18 20:54:12

svpwm主要用于逆变器件的开关与导通，使得在电机内部形成圆形磁场。与spwm相比有诸多优点，中小功率的逆变器基本都采用svpwm进行逆变控制。

svpwm目的是在电机内部形成圆形磁场，磁场与电机内部合成电压的关系为正交，即合成电压为磁场圆切线的方向，电压矢量轨迹也是圆，这将电机旋转磁场圆形磁场的问题转换成电压空间矢量的运动轨迹。

1.合成电压

向电机定子通入三相电压，合成一个大小恒定旋转的电压。

通入电机定子线圈的三相电压矢量， $U_{m}$ 为相电压有效值， $f$ 为电源频率，在时间上各个相电压差120度

电机定子线圈在空间上相差120度，三相合成电压为

不考虑k，三相合成电压为 $u_{s}$ =1.5* $\sqrt{2}$ * $U_{m}$ $e^{j2\pi ft}$ ，相电压峰值的1.5倍，以 $2\pi f$ 为角频率做恒速旋转

按照功率守恒，k取 $\sqrt{2/3}$ ，合成电压为相电压峰值的 $\sqrt{3/2}$ 倍，以 $2\pi f$ 为角频率做恒速旋转，

按照电压幅值不变，k取2/3，合成电压为相电压峰值电压，以 $2\pi f$ 为角频率做恒速旋转，以幅值不变为例。

2.矢量电压

逆变桥有八种工作状态，即八种基本空间矢量，六个有效工作矢量，两个零矢量。用这八种基本矢量合成期望的电压矢量，使其在电机形成旋转磁场。

八种基本矢量合成电压 $u_{s}$ 为0， $2/3U_{d}$ ， $2/3U_{d}e^{j\pi /3}$ ， $2/3U_{d}e^{j2\pi /3}$ ， $2/3U_{d}e^{j\pi }$ ， $2/3U_{d}e^{j4\pi /3}$ ， $2/3U_{d}e^{j5\pi /3}$ ，0，有效矢量幅值相等，相角差60度。

3.旋转磁场

$w=2\pi f$ ， $T=1/f$

六个有效矢量在一个周期内的作用时间为 $\Delta t=\pi /\left ( 3w \right )$ ，在 $\Delta t$ 时间内，磁链增量为| $u_{s}$ |* $\Delta t$ = $2/3U_{d}$ * $\Delta t$ = $2/3U_{d}$ * $\left ( \pi /3w \right )$ ，在基频一下调速要保持磁链不变， $U_{d}/w$ 需为定值，这就要调节 $w$ 时还要调 $U_{d}$ ，造成控制复杂，有效的方法是插入零矢量。让有效工作矢量作用时间 $\Delta t_{1}$ < $\Delta t$ ， $\Delta t_{0}$ = $\Delta t$ - $\Delta t_{1}$ ， $\Delta t_{0}$ 时间内磁链增量为0。 $w$ 变低， $\Delta t$ 变大， $\Delta t_{0}$ 作用时间变长。