有霍尔传感器SVPWM学习总结（可下载）

SVPWM：空间矢量脉冲宽度调制

为什么要使用 SVPWM 来控制电机呢？传统的六拍换相控制方式使逆变器的输出呈方波变化该种控 制方式在电机空间形成的旋转磁场为一个正六边形，与我们期望的理想的圆形旋转磁场并不相符可见 六拍换相控制的方式并不是最理想的控制方式，因此本着我们期望的获得圆形旋转磁场的目标

在人们 的探索下，SVPWM 控制方式就得以实现了SVPWM 的控制方式就是通过交替使用不同的电压空间矢量来得到一个更趋近于圆形磁场的一个磁 链轨迹

这里需要明确，为什么通过使用不用的电压空间矢量就可以得到圆形磁链轨迹呢？下面我们就来推 导下具体过程:

如图一所示，uA0、uB0、uC0为定子电压空间矢量，其方向始终处于各相的绕组的轴线上，角度互相错开

120°，大小随时间按正弦规律脉动。可定义 uA0、uB0、uC0如下：

则三个矢量相加的合成矢量为：

即是

可推出

可以得出，合成的空间矢量的旋转频率与所加的正弦电压的频率一致，均为ω1，其幅值为每项电 压值的 3/2 倍

而我们用合成的空间矢量表示定子的电压方程有：

而我们知道，当电机用三相平衡的正弦电压供电时，电机的定子磁链的幅值不变，其合成的空间矢 量以恒速旋转

其矢量的顶端的运动轨迹呈圆形，也就是常说的磁链圆，所以磁链旋转矢量就可表示如 下：

上式表明，当磁链的幅值一定时，合成的空间电压矢量的大小与磁链的旋转角速度（或电机供电电压的 频率）成正比

其方向与磁链轨迹正交，所以我们可以用下图表示上式：

这样，当合成磁链矢量在空间运动一圈（2 π），合成电压矢量也沿磁链圆的切线方向运动一圈

所 以电机旋转磁场的轨迹问题就被等效为求合成的定子电压矢量的轨迹问题，这也就解释了 SVPWM 的来源也就是我们需要在三相定子电枢上模拟出正弦规律的 PWM，从而使电机的磁场逼近于圆形。

接下来讲解模拟正弦波的 PWM 的产生方法:

因为我们所用的电机不是交流电机，而是直流电机，所以我们在电机的三相供电端不可能供交流正 弦电压

所以我们只能去模拟正弦电压的规律，在三相供电端通与正弦电压规律一样的 PWM

这样也能 达到我们最初的产生趋于圆形的旋转磁场。那么我们要模拟这种规律就不能像六步换相那种两个管子 导通了（两相通电），而是要三个管子导通（三相都通电）

这样才能满足类似交流电机供正弦电的规律。 所以下面我们就来推导下怎么利用 PWM 去模拟正弦波

为了方便分析，我们把六个电压空间矢量所表示的一个电周期划分为六个区域，称其为扇区，每个扇区对应的时间均是 60°的时间。扇区划分如下图所示：

对于六拍换相的逆变器来说，每个电周期内，六种有效的电压状态各出现一次，每隔 60°就换一 个状态（也就是我们说的换相）

在这 60°的时间里，该种状态不会发生改变，直到 60°时间到，然后 切换为下一个状态

也就对应着电压矢量状态的切换，在切换过程中，电压矢量的幅值不变，而相位每 次变化 60°直到一个电周期的结束

当电压矢量走过一个电周期时（360°），就形成了一个封闭的正六边形，如下图所示：

所以我们可以得出，在任何时刻，产生的磁链增量的方向由电压矢量决定，其幅值正比于电压矢量 施加的时间

所以我们就可得出，如果我们想得到趋近于圆形的旋转磁场的话，就必须在一个扇区内出现多种电 压矢量状态，这样可以将正六边形的每一条边再细分，形成相位不同的电压空间矢量

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