空間矢量脈寬調(diào)制SVPWM控制法

1、第三節(jié) 空間矢量脈寬調(diào)制SVPW控制法1. 3. 1電壓空間矢量SVPW技術(shù)背景我們先來(lái)回顧一下交流異步電機(jī)的工作機(jī)理：三相平衡的交流電壓在電機(jī)定子繞組上產(chǎn)生三相平衡的交流電流；三相平衡的交流電流在定子內(nèi)腔產(chǎn)生一個(gè)幅值恒定的磁鏈，該磁鏈在定子內(nèi)腔旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角速度與電源（電流）的角速度相同；旋轉(zhuǎn)的軌跡形成一個(gè)圓形的 空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)通過(guò)電磁力矩帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下， 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角速度低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的角速度：轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差提交流異步電機(jī)產(chǎn)生力矩的根本原因。前面所討論的spwM技術(shù)是從電源的角度出發(fā)，來(lái)合成電機(jī)的激勵(lì)源。由交流異步電機(jī) 的工作機(jī)理我們想到： 可不可以直接從動(dòng)力源出發(fā)， 來(lái)直

2、接合成一個(gè)圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)呢？如 果可以，這樣的控制方法顯然更直接，效果應(yīng)更好。如何直接合成一個(gè)圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)呢？對(duì)于交流電機(jī)，我們注意到以下的事實(shí)：電機(jī)定子是固定的，不旋轉(zhuǎn)的；施加在定子上的電壓是三相平衡的交流電：幅度相同，相位上彼此偏差1200；自然地，我們想到：定義異步電機(jī)的三相定子繞組上的電壓為平面上的一靜止坐標(biāo)系的三個(gè)軸，電機(jī)的相電壓在各自的軸向上依正弦規(guī)律變化。見(jiàn)圖2-1-10。ej0圖2-1-10 :相電壓空間矢量圖由圖2-1-10知，三個(gè)電壓軸向量不同線性組合可以合成該平面上的任一個(gè)電壓矢量u，即:.2.4uA, * ej0A2 * e 3A3 * e 3當(dāng)三個(gè)電壓軸向量對(duì)應(yīng)于三

3、相平衡交流電時(shí)，即：A U m si n t ,lnsmu2A32 - 3UmSin( t4），不難得到，所合成的電壓矢量u為:U m (cos t2j sin t)23Umejwt2其中i* r是電機(jī)繞組上的阻抗壓降,在電機(jī)轉(zhuǎn)速不是很低的情況下,通常可以忽略。uddt我們知道是一個(gè)空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)：、工曰d( mejt)1 j( t -)于疋udtm很明顯，電壓空間矢量u，空間磁通矢量于是上式可以寫成:jwtem d ?1j5 一* e 2式(2-3-2 )存在一維的線性關(guān)系，電壓空間矢量的幅式(2-3-1 )由式（2-3-2 ）知，所合成的電壓空間矢量具有以下特征:電壓矢量模（幅值）恒定；電壓

4、矢量繞中性點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的軌跡是一個(gè)圓；電壓矢量繞中性點(diǎn)勻速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角速度為3 ；電壓矢量旋轉(zhuǎn)的角速度與交流電源（電流）的角速度相同。我們來(lái)看看電壓空間矢量與空間旋轉(zhuǎn)磁鏈之間的關(guān)系。根據(jù)電機(jī)學(xué)理論，空間電流矢量I，空間磁通矢量 '，電壓空間矢量U之間的關(guān) 系為:ddt2值（模）只與電機(jī)的角速度的電感屬性引起的。- 1（轉(zhuǎn)速）有關(guān)；相位上 u超前丄。不難理解，這是由電機(jī)于是空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特性可以用空間電壓矢量的特性來(lái)等效。21. 3. 2電壓空間矢量的合成那么如何產(chǎn)生空間電壓矢量呢？我們將圖2-1-11表示為以下形式：圖 2-1-12.1.2.4.5圖2-1-12中，六個(gè)幅度(模)為U

5、m基本電壓矢量ej0，e'3，e'3，eJ ，e'3，e'3將坐標(biāo)平面六等份SO, S1, S2, S3, S4, S5,每等份稱為扇區(qū)；相應(yīng)的，我們稱這六個(gè)矢量為基本矢量，記為：V1，V2，V3，V4，V5，V6。新增加的三個(gè)基本電壓矢量V2，V4，V6為原基本電壓矢量 V1，V3, V5的負(fù)軸向。定義軸向?yàn)殡娏髁魅肜@組，負(fù)定義軸向?yàn)殡娏髁鞒隼@組，不難理解，矢量V1V6的物理意義為：V1：電流由U相流入，經(jīng)V, W相流出；V2:電流由U, V相流入，經(jīng) W相流出；V3：電流由V相流入，經(jīng)U, W相流出；V4:電流由V, W相流入，經(jīng) U相流出；V5:電流由W相

6、流入，經(jīng)U, V相流出；V6:電流由U, W相流入，經(jīng)V相流出。對(duì)于圖2-1-12所示的六維坐標(biāo)系統(tǒng)，不失一般性，該坐標(biāo)系中的任一個(gè)電壓矢量U皆可表示為：um*(A()V1A2()V2A3()V3A4( )V4A§(M 人()Ve)式(2-3-3 )m稱為調(diào)制度，反映電壓矢量U的模u與基本電壓矢量的模Um的比例關(guān)系：u m* U m。當(dāng)m=1時(shí)，u有最大值，此時(shí)也稱為滿調(diào)制。后面將有詳細(xì)講述。事實(shí)上電壓矢量u必位于一特定扇區(qū) Sx (x 1,2,3,4,5,6)內(nèi)，于是u可由構(gòu)成該扇區(qū)的兩個(gè)基本矢量來(lái)表示：u m* (An( )VnAn 1( )Vn 1)n (1,2,3,4,5,6

7、)式(2-3-4)針對(duì)三相異步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)要求：任意時(shí)刻，三相繞組都通電；電流總是從兩個(gè)繞組流進(jìn)來(lái)，經(jīng)一個(gè)繞組流出去，或者從一個(gè)繞組流進(jìn)來(lái)，經(jīng)兩個(gè)繞組流出去。處于截止?fàn)顟B(tài)。上下橋臂由互補(bǔ)輸出的信號(hào)控制，即:如果上橋臂處于導(dǎo)通狀態(tài)，下橋臂必須處于截止?fàn)顟B(tài)；上橋臂處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，下橋臂必須處于導(dǎo)通狀態(tài)。由于同一橋上的上下兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)只是簡(jiǎn)單的互補(bǔ)（反向）關(guān)系，我們只要知道其中一個(gè)開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)，則另一個(gè)開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的取反就可以得到。見(jiàn)圖2-1-13。于是三相逆變橋的工作狀態(tài)的分析就可以簡(jiǎn)化為三個(gè)橋上的三個(gè)開(kāi)關(guān)管的工作狀態(tài)的分析。VO(OOO)VI (100)V2(110)V4(01TTV$

8、(001)V7(1U)二二跟w n/ /U :圖 2-1-13+-我們選定三個(gè)橋上的三個(gè)上橋臂開(kāi)關(guān)管的工作狀態(tài)作為我們分析的對(duì)象。由于開(kāi)關(guān)管只000”，“100”，“110 ”,有兩種狀態(tài)：“開(kāi)”或者“關(guān)”；三個(gè)管子有八種可能的狀態(tài)組合:“ 010 ”，“ 011”，“ 001”，“101 ”，“111 ”； “1 ”表示對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，“ 0”表示對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)截止。對(duì)應(yīng)圖2-1-3，XXX的組合對(duì)應(yīng)Q1Q2Q3的開(kāi)關(guān)狀態(tài)的組合。以上八種狀態(tài)組合記為：V0, V1，V2, V3，V4, V5，V6，V7。以上狀態(tài)組合有以下特點(diǎn)：依照V0-V7或V7-V0的方向依次變換狀態(tài)組合，只有一個(gè)開(kāi)關(guān)管的

9、狀態(tài)被改變；狀態(tài)V0表示上橋臂三個(gè)開(kāi)關(guān)管全部截止，狀態(tài)V7表示下橋臂三個(gè)開(kāi)關(guān)管全部截止,也就是說(shuō)狀態(tài) V0、V7對(duì)電壓輸出無(wú)任何貢獻(xiàn)。顯然，物理意義上，狀態(tài)組合V1 V6與圖2-1-12中的六個(gè)基本電壓矢量存在一一對(duì)應(yīng) 的關(guān)系，V0 V7對(duì)電壓輸出無(wú)任何貢獻(xiàn)，即模為0，位于坐標(biāo)原點(diǎn)。于是圖2-1-12可另表示為:V3(010)V2(110)UrT10(000)V4(011)T2V7(111)V1(100)V5(001)6(101)圖 2-1-14式（2-3-3 ），式（2-3-4 ）可分別寫為：um*（A0（）v。A（）V1A2（）V2A3（）V3A4（）V4A5（）V5Ab（）V6A7（M）

10、式（2-3-5 ）u m*（A0（）V。An（ VnAn1（）Vn1A?（ M ）n （1,2,3,4,5,6）式（2-3-6 ）我們知道，基本矢量V。, V7對(duì)電壓輸出無(wú)任何影響，但其對(duì)時(shí)間控制上有作用，所以將其保留在式（2-3-6 ）中。后面將有詳細(xì)講述。單純從電壓的角度，式（2-3-6 ）可簡(jiǎn)化為：u m*（An（ ）VnAn 1（ MJn （123,4,5,6）式（2-3-7 ）很明顯，上式同式（2-3-4 ）相同。只不過(guò)六個(gè)基本電壓矢量變成了開(kāi)關(guān)管的六種狀態(tài)組合。結(jié)論：開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)的線性組合可以合成平面上的任意電壓空間矢量。對(duì)于逆變器，如果在一個(gè)周期T內(nèi)將逆變器的六種有效工作狀態(tài)

11、輪流導(dǎo)通一次（每31切換一次狀態(tài)，在 內(nèi)保持狀態(tài)不變： An（ ） l,An1（ ） 0），那么在電機(jī)的UVV端線3UVVWWU圖2-1-15六拍階梯波上將輸出一個(gè)六拍的階梯波，如圖2-1-15所示。2顯然，圖2-1-15所示的波形的基波為頻率為1/T的正弦波，彼此有-的相位差。諧3波分量比較大。相對(duì)應(yīng)，電機(jī)內(nèi)部將產(chǎn)生一個(gè)正六邊形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。如圖2-1-16。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的角速度2等效為：，但不平穩(wěn)。T正六邊形的非勻速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與我們所期望的圓形勻速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有較大的差距（幅值不恒定，角速度不平穩(wěn)）。原因在于我們只用了六個(gè)電壓空間矢量（基本空間矢量）來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。我們知道，對(duì)于正多邊形，邊數(shù)越多，越

12、接近于圓。為了獲得更接近于圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),1使得輸出更多邊形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以逼近圓形則需要在每 丄 區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生更多的空間電壓矢量,3旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。u2u6u1圖2-1-16正六邊形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和多邊形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)于式(2-3-7 ),如果An( ), An 1()都是時(shí)間函數(shù)，即：An ( )An ( t), An 1 ( )An 1( t)由于 0時(shí)，等效于將坐標(biāo)系依指定方向旋轉(zhuǎn)角度，并不影響最終結(jié)果，于是上式可以簡(jiǎn)化為：An ( )An ( t ), An 1 ( ) An 1 ( t)則可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的空間電壓矢量。旋轉(zhuǎn)的圓形的空間電壓矢量的合成就變成了時(shí)間函數(shù)An( t), An 1( t)的確定問(wèn)題。

13、n /3T1 *U001Vn圖2-1-17電壓空間矢量合成圖2-1-17中，坐標(biāo)平面上的任意空間電壓矢量Ux位于扇區(qū)Sn,構(gòu)成該扇區(qū)的兩個(gè)基1本空間電壓矢量為 Vn, Vn 1 , UX與Vn之間的夾角是0( 0 一 )。3據(jù)式(2-3-2 )有Ux m*(An( t)*Vn An1( t)*Vn1)式(2-3-8 )根據(jù)三角形的正弦定理有:An( t)*VnSnl)An 1( t)*Vn 1sin由于Vn , Vn 1表示開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)組合。于是上式可以簡(jiǎn)化為:An( t)刑3An 1( t) sin tt)式(2-3-9 )上式的物理意義是：要想得到空間電壓矢量Ux，先確定開(kāi)關(guān)管狀態(tài)組合Vn

14、，Vn 1，并讓Vn，Vn1交替工作，Vn , Vn 1，工作的時(shí)間比為sin(3 )。sinUxm* (An( t)*Vn An1( t)*Vn 1)m*Um(K*si n(3t)*e®K sint*ej1(n1)m*Um* K*sin131*e八(2-3-10 )顯然，式（2-3-9 ）的物理意義為：開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)組合Vn，Vni，可以合成扇區(qū) Sn內(nèi)pl尿，就可得到在的任意空間電壓矢量 Ux，限定基本空間電壓矢量 Vn, Vni交替工作，不斷調(diào)整夾角一個(gè)指定扇區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的空間電壓矢量U X。不限定基本空間電壓矢量，有規(guī)則地疊代基本空間電壓矢量Vn，Vn 1，n （1,2,3,4,5

15、,6），并使其交替工作，同時(shí)不斷調(diào)整夾角就可以在坐標(biāo)平面上產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的空間電壓矢量。綜合式（2-3-1 ）、（2-3-2 ）、（ 2-3-10 ）,有以下結(jié)論：可以用開(kāi)關(guān)管的不同狀態(tài)組合來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的空間電壓矢量；空間電壓矢量繞中性點(diǎn)旋轉(zhuǎn)；pl旋轉(zhuǎn)的角速度等于調(diào)整夾角0的速率（）;dt圓形的相似度由夾角 0的分辨率（d ）決定；角速度的平穩(wěn)度由步調(diào)時(shí)間（dt）決定；圓直徑（電壓幅度）與調(diào)整夾角0的速率（頻率）有關(guān)。1. 3. 3電壓空間矢量SVPW的實(shí)現(xiàn)方法由前所述，要產(chǎn)生一個(gè)圓形的勻速旋轉(zhuǎn)空間電壓矢量，需要不斷調(diào)整目標(biāo)矢量與基本矢量的夾角B：每隔時(shí)間（dt）,步調(diào)夾角（d ）,確定開(kāi)關(guān)管的工

16、作狀態(tài)組合 乂, Vn !,并依據(jù)0計(jì)算工作在相應(yīng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)上的時(shí)間An（）,代1（）。對(duì)于這樣的控制要求，我們自然的想到用 PWM方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：dt對(duì)應(yīng)PWM周期Tpwm , d 對(duì)應(yīng)每次PWM中斷的夾角變化 量，工作狀態(tài)的組合對(duì)應(yīng) PWM的輸出模式，工作時(shí)間對(duì)應(yīng)占空比。所謂SVPWMSpace VectorPWM技術(shù)就是根據(jù)電壓空間矢量在圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的位置來(lái)確定開(kāi)關(guān)管的工作狀態(tài)組合,并計(jì)算PWM脈沖系列的脈寬。對(duì)于PWM控制方式，在一個(gè) PWM周期內(nèi)，式（2-3-8 ）可以表示成:pwm*Um*Tpwm*(An( t)*VnAn 1( t)*Vn 1)2323由于An（ t）, An 1（

17、t）表示在一個(gè)PWM周期（Tpwm ）內(nèi)，工作在相應(yīng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)上的時(shí)間。將An（ t）, An 1（ t）對(duì)Tpwm歸一化。并且由式（2-3-9 ）知:An( t)sin(l3t)An 1 ( t)sint設(shè)：t1An(t)Tpwm* sin(3t),t2An 1( t) Tpwm*sin t 式(2-3-1 )顯然，對(duì)于01t1 t2Tpwm3為保持時(shí)間上的平衡，引入時(shí)間補(bǔ)償相t0 , t7，由于t0 , t7對(duì)電壓輸出并無(wú)影響，我們?cè)O(shè)定to, t7為對(duì)應(yīng)在零矢量 V0, V7上的作用時(shí)間。并且:1 to t7 2 （Tpwm t1 t2）于是：pwm*Um(t0*V0 t1*Vn t2*Vn

18、 1 t7*V7)Tpwm (sin1t*esin( 3t)*ej3(n1)m*sin1*Um*Tpwm (cos(3 n3t) j sin(- n3t)2323比較該式與式（2-3-10 ），保持一致性。于是所有問(wèn)題就變成了 t1 , t2及開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合的確定問(wèn)題。23svpwM勺pwM輸出方式SVPWI中的PWM!常是中心對(duì)齊(Center Aligned PWM )的輸出方式，也稱為連續(xù)增/減計(jì)數(shù)方式(Continous up/down counting)，見(jiàn)圖2-1-17。(上橋臂，高有效)。圖 2-1-17由圖可見(jiàn)，一個(gè)完整的 PWM波形被分為7段：3個(gè)零矢量，4個(gè)非零矢量。這樣的波

19、形 也叫7段式電壓空間矢量波形。 零矢量分散于波形的兩端及中心位置； 非零矢量對(duì)稱分布于 波形中心位置的兩側(cè)。這種輸出方式的優(yōu)點(diǎn)在于：對(duì)稱波形的輸出減少了諧波分量；零矢量的分散分布減小了電機(jī)繞組的電流脈動(dòng)；非零矢量的分散分布減小了電壓空間矢量的抖動(dòng)； 開(kāi)關(guān)管的動(dòng)作次數(shù)最少。正弦表的規(guī)格調(diào)制度m及步調(diào)夾角()的確定實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于開(kāi)環(huán)異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，電壓空間矢量角速度 3,即目標(biāo)電源頻率f(2 * f )，為外部給定參數(shù)。通常情況下，PWM勺周期Tpwm亦為已知，且為一固定值。于是：ddt當(dāng) dt Tpwm 時(shí),d 2 * f *Tpwm。式(2-3-)實(shí)踐中，為了方便計(jì)算，常將一個(gè)電周期2弧

20、度作一些處理。對(duì)于DSPIC由于是16位的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)x為實(shí)際用到的相位角，令：x K* ,( K 為常數(shù)， 2 時(shí)，x=65535)將 65535 六等份(0-10922, 10933-21845, 21846-32767, 32768-43689, 43690-54611,54612-65535),根據(jù)當(dāng)前x的值，可以方便定位x所在的扇區(qū)，確定開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合 V , Vn 1。調(diào)制度m的作用是用來(lái)調(diào)節(jié)目標(biāo)電壓空間矢量u的模u :表示模u與基本空間電壓矢量的模Um的比例關(guān)系，即：逆變器輸出的交流電壓幅值和滿幅值輸出時(shí)的比例關(guān)系。調(diào)制度m也是一個(gè)外部給定參數(shù),通常由感應(yīng)電機(jī)的 V/F特性曲線決定

21、。般情況下，感應(yīng)電機(jī)圖2-1-某交流變頻壓縮機(jī)的V/F特性圖。圖2-1-某交流變頻壓縮機(jī)的V/F特性圖。的V/F特性可表示如下:u K* f U0U max式（2-3-）圖2-1-某交流變頻壓縮機(jī)的V/F特性圖。圖2-1-某交流變頻壓縮機(jī)的V/F特性圖。式中：u電機(jī)輸入電壓的有效值;K為V/F線性方程的斜率; f 電頻率；U o-為V/F線性方程的偏置電壓;U max -為電機(jī)的最大輸入電壓。當(dāng)電頻率f給定后，可利用式（2-3-）方便地得到電壓 u。則:um1U max同時(shí)，相對(duì)于直流母線電壓Ude, Umax也有一個(gè)調(diào)制度 m2、2Um2maxUde圖2-1-某交流變頻壓縮機(jī)的V/F特性圖。

22、圖2-1-某交流變頻壓縮機(jī)的V/F特性圖。通常情況下,直流母線電壓Ude是一個(gè)隨時(shí)間緩慢變化的量，且電壓波動(dòng)范圍較小,般可將m2視作常數(shù)。于是調(diào)制度m可表示成:k* uU max式（2-3-）圖2-1-某交流變頻壓縮機(jī)的V/F特性圖。圖2-1由圖知，該壓縮機(jī)的電壓偏置約為7V,恒轉(zhuǎn)矩區(qū)為0-80HZ，電頻率上限為 120Hz。顧及到壓縮機(jī)的負(fù)載特性，實(shí)際中的工作頻率一般都大于15Hz。例 2-3-1 :某一應(yīng)用中，載波頻率為12kHz,直流母線電壓保持在310V,電機(jī)的V/F特性如圖2-1 所示；試分別確定系統(tǒng)工作在60Hz及90Hz時(shí)的角度步進(jìn)量、輸出電壓、調(diào)制度。壓縮機(jī)的V/F特性曲線方程

23、為：u K*f U0(160 7) f 71.9f 7 u 160， f 12080f=60Hz 時(shí)：由式(2-3-)得：65535 *pwm65535* 60*112000327u 1.9* f 71.9* 607121由式（2-3-）得:k* u' 2Umax*U- 2umaxUdc*UmaxUdc一 2*1213100.552f=90Hz 時(shí):由式（2-3-）得:65535 *pwm65535* 90*112000491u 1.9* f 71.9* 907178因 Umax 160，取 u 160由式（2-3-）得:k* u、2Umax*U.2umaxUdcU maxUdc.2*

24、1603100.73圖2-1中，V/F特性曲線的斜率約為 1.9，應(yīng)用中，為了避免浮點(diǎn)乘法運(yùn)算并盡可能提高運(yùn)算精度，在程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)先將V/F斜率乘于一定的倍數(shù)（2n），以獲得較接近的整數(shù)，然后通過(guò)移位來(lái)實(shí)現(xiàn)還原。V/F斜率的放大倍數(shù)的選擇和幅值寄存器的位寬以及運(yùn)算精度要求而定?；镜囊粋€(gè)原則是：盡可能的避免浮點(diǎn)運(yùn)算以及減少除法法運(yùn)算。在實(shí)際應(yīng)用中，由于逆變器的開(kāi)關(guān)損耗，諧波損耗，系統(tǒng)供電等因素，調(diào)制度的計(jì)算需 要根據(jù)特性曲線作一些調(diào)整（偏置電壓，斜率）。必要情況下可以分段計(jì)算：在不同的區(qū)段有不同的V/F曲線斜率和偏置。應(yīng)當(dāng)指出的是：對(duì)于電壓空間矢量的合成來(lái)說(shuō)， 調(diào)制度m是一個(gè)外環(huán)參數(shù)，由工作頻率

25、， 系統(tǒng)供電，電機(jī)特性決定；調(diào)制度m只影響電壓空間矢量的模（電壓幅度）；調(diào)制度m不影響電壓空間矢量的角度，角速度。電壓空間矢量相位角的計(jì)算我們知道電壓空間矢量在電機(jī)的橫截面上勻速旋轉(zhuǎn)，角速度為 2 * f，由式（2-3-）知：2 * f * Tpwm 65535* f * Tpwm用一寄存器作為相位計(jì)數(shù)器，對(duì)應(yīng)相角0-2，寄存器的計(jì)數(shù)范圍是：0-65535 ;由于電壓空間矢量繞中性點(diǎn)勻速旋轉(zhuǎn)，設(shè)定相位計(jì)數(shù)器為循環(huán)計(jì)數(shù)器。每次PWM中斷，依據(jù)電機(jī)的目標(biāo)運(yùn)轉(zhuǎn)方向，定相位計(jì)數(shù)器遞加或遞減6t1 , t2 , tO的計(jì)算由前所述，t1為在非零開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合Vn上的工作時(shí)間；t1為在非零開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合 Vn

26、上的工作時(shí)間；to為在零開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合 VO，V7上的工作時(shí)間。由式（2-3-）知:1t1 An（ t） Tpwm * sin（3考慮到調(diào)制度 m時(shí)，上式可寫成：t),t2i(t)Tpwm sin tt2tOm* An( t) m*Tpwm*sin(£3m* An 1(t) m*Tpwm * sin tTpwm t1t2由于上式是依據(jù)60°的坐標(biāo)系確定的，所以0t)式(2-3-)式(2-3-)式(2-3-)t,對(duì)于取值范圍是0-2的66相位角需作如下變換，以保證t的合法性。1 *( n 1)3n (1,2,3,4,5,6)式(2-3-)66t),sin t，從而知道了 t，就

27、可以從預(yù)先制作好的正弦表中取出相應(yīng)的值求得 t1,t2,t0。開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合的選定：六個(gè)基本電壓空間矢量（開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合V1，V2，V3，V4，V5，V6 ）將坐標(biāo)平面等分1成六個(gè)扇區(qū)：S1，S2，S3，S4，S5，S6,每個(gè)扇區(qū)的夾角是一。如圖2-1-14所示。3我們知道扇區(qū)Sn（n=1, 2, 3，4，5, 6）內(nèi)的任意電壓空間矢量可由開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合VnVn 1線性合成，目標(biāo)電壓空間矢量與 Vn的夾角為 t ；扇區(qū)Sn所對(duì)應(yīng)的相位角為n 1 n3-3n (1,2,3,4,5,6)我們可以由相位計(jì)數(shù)器獲知當(dāng)前相位角，由下式確定所在扇區(qū) Sn，進(jìn)而選定開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合Vn，Vn 1 。（以弧度表示時(shí)）當(dāng)

28、相位角30549時(shí)，試確定開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合Vn , Vn ,由式（2-3-）得：3n,6*30549 門11365535則得：當(dāng)前所在扇區(qū)為S3,開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合為V3，V4例:65535（弧度2比例至65535時(shí)）正弦表的制作由式（2-3-），（2-3-）知，t1，t2都是一維線性正弦函數(shù)，最容易想到的是利用一個(gè)1正弦表來(lái)確定t1，t2 ;我們注意到t1，t2的相位角的取值范圍是 0- ，正弦表的大小可3參照式（2-2-2）；單位正弦值的產(chǎn)生可利用其它輔助工具（ EXCEL等）；為避免浮點(diǎn)運(yùn)算， 提高精度，通常將單位正弦值乘以2n 1 （對(duì)DSPIC, n=16）作為表數(shù)據(jù)。當(dāng)然，對(duì)DSPIC來(lái)說(shuō)，

29、正弦數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)計(jì)算得到。不過(guò)，我們?nèi)匀唤ㄗh：如無(wú)其他特殊考慮，推薦使用查表法獲取正弦值。PW站空比寄存器的設(shè)定我們知道，SVPW采用中心對(duì)齊的 PWM輸出方式。這種輸出方式的特點(diǎn)是：零矢量分散 于波形的兩端及中心位置；非零矢量對(duì)稱分布于波形中心位置的兩側(cè)。見(jiàn)圖2-1-（高電平有效）。PTPERPDC3PDC2PDC10PWM1HPWM2HPWM3HArl/2Tpwm J1/2 Tpwm圖 2-1-由中心對(duì)齊輸出波形的特性知:TO , T7對(duì)應(yīng)零矢量 V7 （111）作用的時(shí)間，且 T0=T7;T1 ，T6對(duì)應(yīng)非零矢量 V4（ 011）作用的時(shí)間，且 T1=T6；T2, T5對(duì)應(yīng)非零矢量 V5（ 001）作用的時(shí)間，且