三相永磁電機(jī)的矢量控制

1、三相永磁電機(jī)的矢量控制永磁同步電機(jī)常用于各種位置控制系統(tǒng)，而矢量控制采用參數(shù)重構(gòu)和狀態(tài)重構(gòu)的現(xiàn)代控制理論概念實(shí)現(xiàn)了交流電動(dòng)機(jī)定子電流的勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量之間的解耦，將交流電動(dòng)機(jī)的控制過(guò)程等效為直流電動(dòng)機(jī)的控制過(guò)程，使交流調(diào)速獲得了可以和直流調(diào)速相媲美的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。本文就是對(duì)所學(xué)的三相永磁電機(jī)矢量控制的總結(jié)。1. 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)1.1 永磁同步電機(jī)的定義同步電機(jī)的定子繞組做成三相正弦分布繞組，當(dāng)用永磁體替代轉(zhuǎn)子，在定子繞組中通入三相對(duì)稱(chēng)交流電時(shí)，就能產(chǎn)生恒定電磁轉(zhuǎn)矩，同時(shí)在定子繞組中感應(yīng)出正弦反電勢(shì)波。我們把這類(lèi)同步電機(jī)稱(chēng)之為永磁同步電機(jī)（Permanent Magnet Synchro

2、nous Motor，簡(jiǎn)稱(chēng)PMSM）。如果將采用集中繞組的電勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子改變成定子，通入三相方波對(duì)稱(chēng)電流時(shí)，也能產(chǎn)生恒定電磁力矩此時(shí)定子繞組感應(yīng)的反電勢(shì)波形是梯形，我們稱(chēng)之為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（The Brushless DC Motor，簡(jiǎn)稱(chēng)BLDC）。如圖1就是永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖1. 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1.2 永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)永磁同步電動(dòng)機(jī)由于其空載氣隙磁通密度空間分布接近正弦形，減少了氣隙磁場(chǎng)的諧波分量，從而減少了由諧波磁場(chǎng)引起的各種損耗和諧波轉(zhuǎn)矩以及由諧波轉(zhuǎn)矩引起的電磁振動(dòng)，提高了電機(jī)的效率，并且使得電機(jī)在運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)更加平穩(wěn)，噪聲也得到了降低。同時(shí)，正弦波永磁同步電動(dòng)

3、機(jī)可根據(jù)多種矢量控制方法來(lái)構(gòu)成變頻調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高性能、高精度的傳動(dòng)。與交流異步電機(jī)相比，永磁同步電機(jī)具有下列優(yōu)點(diǎn)：由于沒(méi)有籠型轉(zhuǎn)子，稀土永磁同步電機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)相比，具有較低的慣性，對(duì)于一定的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩就有較快的響應(yīng)，即轉(zhuǎn)矩/慣性比異步電動(dòng)機(jī)的高；永磁同步電動(dòng)機(jī)無(wú)轉(zhuǎn)子損耗，所以效率更高；異步電動(dòng)機(jī)需要定子勵(lì)磁電流，而永磁同步電動(dòng)機(jī)已存在于轉(zhuǎn)子，對(duì)于同等容量輸出，異步電動(dòng)機(jī)效率低,需要更大功率的整流器、逆變器；異步電動(dòng)機(jī)控制要比永磁同步電動(dòng)機(jī)復(fù)雜；永磁同步電動(dòng)機(jī)功率密度較高。永磁同步電機(jī)是一個(gè)多變量、非線(xiàn)性、高禍合的系統(tǒng)，其輸出轉(zhuǎn)矩與定子電流不成正比，而是復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系，因此要得到好的控制性能

4、，必需進(jìn)行磁場(chǎng)解禍，這種特點(diǎn)恰好適于應(yīng)用矢量變換控制技術(shù)。而且在永磁同步電機(jī)的矢量控制過(guò)程中沒(méi)有感應(yīng)電機(jī)中的轉(zhuǎn)差頻率電流而且受轉(zhuǎn)子參數(shù)的影響小，所以在永磁同步電機(jī)上更容易實(shí)現(xiàn)矢量控制。1.3 永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類(lèi)永磁同步電機(jī)的種類(lèi)根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上安裝的位置不同可以分為兩類(lèi)面裝式和內(nèi)埋式，而面裝式又可分為面裝凸出式、面裝嵌入式，如圖2所示。對(duì)于稀土永磁電機(jī)來(lái)說(shuō)，由于永磁材料的相對(duì)回復(fù)磁導(dǎo)率接近，所以面裝凸出式在電磁性能上屬于隱極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，面裝嵌入式相鄰的兩個(gè)永磁磁極間有磁導(dǎo)率很大的永磁材料，故在電磁性能上屬于凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；面裝凸出式結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在正弦波永磁電

5、機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。內(nèi)埋式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是將永磁體裝在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部，特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高、磁路氣隙??；與面裝式轉(zhuǎn)子相比，更適用于弱磁運(yùn)行。為了便于控制，永磁同步電機(jī)的定子繞組一般都采用短距分布繞組，氣隙磁場(chǎng)設(shè)計(jì)為正弦波，以產(chǎn)生正弦波反電勢(shì)。圖2. 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類(lèi)2. 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)2.1 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型永磁同步電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其定子和轉(zhuǎn)子處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，永久磁極與定子繞組、定子繞組與繞組之間的相互影響，導(dǎo)致永磁同步電機(jī)內(nèi)部的電磁關(guān)系十分復(fù)雜，再加上磁路飽和和非線(xiàn)性因素，給建立永磁同步電機(jī)的精確數(shù)學(xué)模型帶來(lái)了困難。在不影響研究效果的前提下需簡(jiǎn)化永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，通常作以下假設(shè)

6、：1. 忽略磁路中鐵芯的磁飽和，不計(jì)鐵芯的渦流和磁滯損耗；2. 轉(zhuǎn)子上沒(méi)有阻尼繞組，永磁體也沒(méi)有阻尼作用；3. 永久磁鐵在氣隙中產(chǎn)生的磁勢(shì)為正弦分布，無(wú)高次諧波；4. 永磁材料的電導(dǎo)率為零。圖3. 永磁同步電機(jī)的物理模型永磁同步電機(jī)的基本方程包括電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程和運(yùn)動(dòng)方程，這些方程是永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)。2.1.1 定子電壓方程永磁同步電機(jī)定子電壓方程為（2-1）式中：為定子每相繞組電阻；，為三相繞組交鏈的磁鏈；為微分算子。2.1.2 磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩方程永磁同步電機(jī)每相繞組的磁鏈?zhǔn)撬旧淼淖愿写沛満推渌@組對(duì)它互感磁鏈之和。則磁鏈方程為（2-2）式中，為三相繞組的磁鏈；，為定

7、子各相之間的互感；，為永磁勵(lì)磁磁場(chǎng)鏈過(guò)A，B，C繞組產(chǎn)生的磁鏈。由于定子三相繞組互為120°，且認(rèn)為每相間的互感是對(duì)稱(chēng)的，則有，。與電勵(lì)磁三相隱極同步電機(jī)一樣，因電機(jī)氣隙均勻，故A，B，C繞組的自感和互感都與轉(zhuǎn)子位置無(wú)關(guān)，均為常值。于是有（2-3）式中，分別為相繞組的漏電感和勵(lì)磁電感。另有（2-4）另外，永磁磁通鏈過(guò)定子側(cè)產(chǎn)生的磁鏈為（2-5）式中，為轉(zhuǎn)子磁鏈。交流永磁電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)儲(chǔ)能（k=A、B、C）（2-6）電流不變時(shí)，磁場(chǎng)儲(chǔ)能對(duì)機(jī)械角速度的偏導(dǎo)就是電磁轉(zhuǎn)矩：（2-7）則轉(zhuǎn)矩方程為（2-8）2.2 坐標(biāo)變換在A(yíng)-B-C坐標(biāo)系中，同步電機(jī)轉(zhuǎn)子在電、磁結(jié)構(gòu)上不對(duì)稱(chēng)，所以

8、交流電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型很復(fù)雜，它是一個(gè)高階、非線(xiàn)性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)，難于采用傳統(tǒng)的控制方法進(jìn)行交流調(diào)速，因此有必要采用矢量控制，即通過(guò)坐標(biāo)變換將其數(shù)學(xué)模型做盡可能的簡(jiǎn)化，使其數(shù)學(xué)模型類(lèi)似于直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。2.2.1 坐標(biāo)變換的基本思路 三相正弦電流，輸入到交流電機(jī)的三相繞組里面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)的正弦合成電動(dòng)勢(shì)，不管采用哪種坐標(biāo)系解析磁動(dòng)勢(shì)，其結(jié)果應(yīng)該是相同的。（a）三相交流繞組 （b）兩相交流繞組 （c）旋轉(zhuǎn)的直流繞組圖4. 交流電機(jī)繞組在三相靜止、兩相靜止和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的物理模型圖4中的c圖中，對(duì)于繞組而言，兩個(gè)垂直且對(duì)等的繞組d和q在輸入和后產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì)F的

9、位置是不變的。但是以一定速度將鐵芯旋轉(zhuǎn)后磁動(dòng)勢(shì)F就可以等效為圖4中a圖和b圖中的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。繞組q作為電樞繞組，d相則作為勵(lì)磁繞組。綜上所述，、和、與，一樣都可以產(chǎn)生等效的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。那么可以通過(guò)坐標(biāo)變換將三相靜止、兩相靜止及兩相旋轉(zhuǎn)這三種坐標(biāo)系相互轉(zhuǎn)換。2.2.2 兩相靜止坐標(biāo)系統(tǒng)下電機(jī)方程定子靜止三相ABC坐標(biāo)系到定子靜止兩相、坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換稱(chēng)為Clark變換，變換公式（2-9）定子兩相靜止坐標(biāo)系下磁鏈方程（2-10）定子兩相靜止坐標(biāo)下電壓方程（2-11）2.2.3 d、q坐標(biāo)下電機(jī)方程dq0坐標(biāo)系是隨定子磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系，將d軸固定在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁通的方向上q軸為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向超前d軸

10、90o電角度。圖5. 永磁同步電機(jī)dq0坐標(biāo)系圖取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檗D(zhuǎn)速的正方向。為每極下永磁勵(lì)磁磁鏈空間矢量，方向與磁極磁場(chǎng)軸線(xiàn)一致，d、q軸隨同轉(zhuǎn)子以電角速度（電角頻率）一起旋轉(zhuǎn)，它的空間坐標(biāo)以d軸與參考坐標(biāo)軸as間的電角度來(lái)確定，為定子三相基波合成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軸線(xiàn)與永磁體基波勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線(xiàn)間的空間電角度，稱(chēng)為轉(zhuǎn)矩角。三相永磁同步電機(jī)在dq0軸轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系的定子電壓方程為（2-12）式中，、為定子電壓矢量的d，q軸分量；、為定子電流矢量的d，q軸分量；、為定子磁鏈的d，q軸分量?？蓪ⅲ?-12）表示為（2-13）結(jié)合表面式永磁同步電機(jī)有，在正弦穩(wěn)態(tài)情況下，永磁同步電機(jī)的電壓方程為（2-14）磁鏈方程（2

11、-15）轉(zhuǎn)矩方程（2-16）2.3 永磁同步電機(jī)矢量控制原理2.3.1 矢量控制的基本原理矢量控制理論的提出從根本上解決了交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的高性能控制問(wèn)題。基本思想是在三相交流電機(jī)上模擬直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的規(guī)律，在磁場(chǎng)定向坐標(biāo)上，將定子電流矢量分解成產(chǎn)生磁通的勵(lì)磁電流分量和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩電流分量，并使兩分量互相垂直，彼此獨(dú)立，然后分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制。因此，矢量控制的關(guān)鍵仍是對(duì)電流矢量的幅值和空間位置的控制。矢量控制一般是通過(guò)檢測(cè)或估計(jì)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁通的位置及幅值來(lái)控制定子電流或電壓，這樣電機(jī)的轉(zhuǎn)矩便只和磁通、電流有關(guān)，與直流電機(jī)的控制方法相似，可以得到很高的控制性能。對(duì)于永磁同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子磁通

12、位置與轉(zhuǎn)子機(jī)械位置相同，這樣通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)子實(shí)際位置就可以得知電機(jī)轉(zhuǎn)子磁通位置，從而使永磁同步電機(jī)的矢量控制比起異步電機(jī)的矢量控制大大簡(jiǎn)化。矢量控制是當(dāng)前高性能交流調(diào)速系統(tǒng)一種典型的控制方案。根據(jù)矢量控制原理，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合可選擇不同的磁鏈?zhǔn)噶孔鳛槎ㄏ蜃鴺?biāo)軸，目前存在四種磁場(chǎng)定向控制方式轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制，定子磁鏈定向控制，氣隙磁鏈定向控制和阻尼磁鏈定向控制。對(duì)于主要采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向方式，該方式對(duì)交流伺服系統(tǒng)等小容量驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合特別適合。按照控制目標(biāo)可以分為：控制、控制、總磁鏈恒定控制、最大轉(zhuǎn)矩/電流控制、最大輸出功率控制、轉(zhuǎn)矩線(xiàn)性控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。它們各有各的特點(diǎn)：控制最為簡(jiǎn)單，控制可以降低與之

13、匹配的變頻器容量，恒磁鏈控制可以增大電動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩等。2.3.2 勵(lì)磁電流控制為轉(zhuǎn)子磁極d軸的空間位置角，為定子電流矢量與轉(zhuǎn)子永磁磁鏈?zhǔn)噶块g的夾角。定子電流d、q軸分量可寫(xiě)為（2-17）又有式（2-15）可得（2-18）當(dāng)采用控制時(shí)，定子電流只有交軸分量，定子磁勢(shì)空間矢量與永磁體磁場(chǎng)空間矢量正交，電磁轉(zhuǎn)矩，即只有永磁轉(zhuǎn)矩分量。這種控制方式下單位定子電流可以獲最大轉(zhuǎn)矩，或是在產(chǎn)生所要求的轉(zhuǎn)矩條件下所需定子電流最小，定子銅耗也最小，效率高。這也是表面式永磁同步電機(jī)常用控制的原因。2.3.3 功率因數(shù)控制控制是使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)恒為1，即定子電流矢量與電機(jī)端電壓矢量同相位。此時(shí)電動(dòng)機(jī)矢量圖如圖

14、6所示。圖6. 控制時(shí)永磁同步電機(jī)空間矢量圖在控制中，定子電流、電壓與永磁同步電機(jī)電動(dòng)勢(shì)夾角相同，內(nèi)功率角與的關(guān)系如下：（2-19）在這種控制方式下，電動(dòng)機(jī)相對(duì)電網(wǎng)作單位功率因數(shù)運(yùn)行，功率因數(shù)及效率等運(yùn)行指標(biāo)最好，變頻器容量也省。但由于永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁無(wú)法調(diào)節(jié)，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，電樞繞組的總磁鏈不為定值，因此，電樞電流與轉(zhuǎn)矩?zé)o法保持線(xiàn)性關(guān)系。2.3.4 最大轉(zhuǎn)矩/電流控制最大轉(zhuǎn)矩/電流控制也稱(chēng)單位電流輸出轉(zhuǎn)矩最大控制，是在電動(dòng)機(jī)輸出給定轉(zhuǎn)矩時(shí)，控制定子電流最小的電流控制策略。它是凸極永磁同步電機(jī)用的較多的一種控制策略，而對(duì)于隱極永磁同步電機(jī)而言，實(shí)際上就是控制。采用最大最大轉(zhuǎn)矩/電流控制時(shí)，

15、其核心思想是尋求d、q軸電流的最優(yōu)組合，使得給定轉(zhuǎn)矩下的定子電流幅值最小。由于逆變器需要的輸出電流小，適合選用較小的逆變器，能在電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩滿(mǎn)足要求的條件下，使定子電流最小，減小了電機(jī)的銅耗，有利于降低系統(tǒng)損耗，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)效率。在該方案的基礎(chǔ)上，再采用適當(dāng)?shù)娜醮趴刂疲梢愿纳齐姍C(jī)高速運(yùn)行時(shí)的性能。但是隨著輸出轉(zhuǎn)矩的增大功率因數(shù)下降比較多。2.3.5 弱磁控制轉(zhuǎn)矩增加之后，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也會(huì)隨著增大，但是控制適合基速以下，還得給電動(dòng)機(jī)更大的輸入電壓，電動(dòng)機(jī)在電壓達(dá)到最大時(shí)會(huì)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，電壓就不會(huì)再升高。如此，則需要弱磁恒功率運(yùn)行，類(lèi)似普通直流電動(dòng)機(jī)。調(diào)節(jié)和才能在逆變器達(dá)到電壓的輸出

16、極限后繼續(xù)增加轉(zhuǎn)速。減小q軸電流分量及增加d軸電流分量就能在保持電壓平衡的基礎(chǔ)上完成弱磁。由于電機(jī)相電流有極限，增加保持相電流大小就得降低所以一般實(shí)現(xiàn)弱磁增速的方法是增加去磁電流。的大小和去磁作用成正比，同時(shí)的大小和輸出轉(zhuǎn)矩成正比，所以弱磁控制調(diào)節(jié)電機(jī)速度時(shí)在基速度以上的表現(xiàn)為恒功率，基速以下認(rèn)為恒轉(zhuǎn)矩。2.4 空間電壓矢量調(diào)制（SVPWM）技術(shù)空間電壓矢量PWM與傳統(tǒng)的正弦PWM不同，它是從三相輸出電壓的整體效果出發(fā)，著眼于如何使電機(jī)獲得理想圓形磁鏈軌跡。SVPWM技術(shù)與SPWM相比較，繞組電流波形的諧波成分小，使得電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)降低，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)更逼近圓形，而且使直流母線(xiàn)電壓的利用率有了很大提高

17、，且更易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。交流電動(dòng)機(jī)繞組的電壓、電流、磁鏈等物理量都是隨時(shí)間變化的，分析時(shí)常用時(shí)間相量來(lái)表示，但如果考慮到它們所在繞組的空間位置，也可以如圖7所示，定義定子三相電壓空間矢量，。它們的方向始終處于各相繞組的軸線(xiàn)上，而大小則隨時(shí)間按正弦規(guī)律脈動(dòng)，時(shí)間相位互相錯(cuò)開(kāi)的角度也是120°。圖7. 電壓空間矢量由三相定子電壓空間矢量相加合成的空間矢量是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的空間矢量，它的幅值不變，是每相電壓值的3/2倍。當(dāng)電源頻率不變時(shí)，合成空間矢量以電源角頻率為電氣角速度作恒速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)某一相電壓為最大值時(shí)，合成電壓矢量就落在該相的軸線(xiàn)上。用公式表示有：（2-20）與定子電壓空間矢量相仿，可以定義

18、定子電流和磁鏈的空間矢量和。三相的電壓平衡方程式相加，即得用合成空間矢量表示的定子電壓方程式為：（2-20）當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不是很低時(shí)，忽略定子電阻R上的壓降，則上式可簡(jiǎn)化為：（2-21）或（2-22）當(dāng)電動(dòng)機(jī)由三相平衡正弦電壓供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子磁鏈幅值恒定，其空間矢量以恒速旋轉(zhuǎn)，磁鏈?zhǔn)噶宽敹说倪\(yùn)動(dòng)軌跡呈圓形。這樣的定子磁鏈旋轉(zhuǎn)矢量可表示為：（2-23）該式說(shuō)明，當(dāng)磁鏈幅值一定時(shí)，的大小與成正比，或者說(shuō)供電電壓與頻率成正比，其方向是磁鏈圓軌跡的切線(xiàn)方向，如圖8所示。當(dāng)磁鏈?zhǔn)噶吭诳臻g旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，電壓矢量也連續(xù)地按磁鏈圓的切線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)2弧度，其運(yùn)動(dòng)軌跡與磁鏈圓重合。這樣，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形狀問(wèn)題就可轉(zhuǎn)

19、化為電壓空間矢量運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀問(wèn)題來(lái)討論。圖8. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與電壓空間矢量的運(yùn)動(dòng)軌跡圖9. 三相電壓源逆變器電路圖9為一種典型的三相電壓源逆變器的結(jié)構(gòu)。圖中的逆變器采用上、下管換流，功率開(kāi)關(guān)器件共有八種工作狀態(tài)，即、導(dǎo)通，、導(dǎo)通，、導(dǎo)通，、導(dǎo)通，、導(dǎo)通，、導(dǎo)通，、導(dǎo)通和、導(dǎo)通八種狀態(tài)。如把上橋臂器件導(dǎo)通用數(shù)字“1”表示，下橋臂器件導(dǎo)通用數(shù)字“0”表示，則可得逆變器的八種開(kāi)關(guān)模式對(duì)應(yīng)于八種電壓空間矢量，這八種電壓空間矢量稱(chēng)為基本電壓空間矢量。在這八種開(kāi)關(guān)狀態(tài)中，有六種開(kāi)關(guān)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于矢量幅值為2Udc/3的非零電壓空間矢量；另外兩種開(kāi)關(guān)狀態(tài)則對(duì)應(yīng)于矢量幅值為零的零電壓空間矢量。當(dāng)零電壓空間矢量作用于電機(jī)時(shí)并不形成磁鏈?zhǔn)噶?，非零電壓空間矢量作用于電機(jī)時(shí)，在電機(jī)中將會(huì)形成與之相對(duì)應(yīng)的磁鏈?zhǔn)噶俊Ｆ渲?，逆變器必須滿(mǎn)足如下條件，即：在任何時(shí)刻必須有三個(gè)開(kāi)關(guān)管是導(dǎo)通狀態(tài)，而另外三個(gè)開(kāi)關(guān)管是關(guān)斷狀態(tài)，同一橋臂上、下兩個(gè)開(kāi)關(guān)管不能同時(shí)導(dǎo)通。六個(gè)非零的基本電壓空間矢量將逆變器的一個(gè)工作周期分成六個(gè)區(qū)域，稱(chēng)為扇區(qū)，如圖10所示。每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的時(shí)間均為/3。在常規(guī)的六拍逆變器中一個(gè)扇區(qū)僅包含兩個(gè)開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)SVPWM控制就是要把每一扇區(qū)再分成若干個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)間的小區(qū)間。根據(jù)不同電壓矢量在不同時(shí)間作用下的線(xiàn)性組合可以得到所需相位的磁鏈增量，插入若干個(gè)線(xiàn)性組合的新電壓空間矢量以獲得逼近