1.7 SVPWM基本原理
图5绘出了三相PWM逆变器供电给异步电机的原理图，为使电机对称工作，必须三相同时供电。a，b，c分别代表3个桥臂的开关状态，规定：上桥臂器件导通用“1”表示，下桥臂器件导通用“0”表示。
图5
可以推导出，三相逆变器输出的相电压矢量[Uu、Uv、Uw] T与开关状态矢量[a、b、c] T的关系为：
举例：上式中a、b、c分别取1、0、0时，可以得出一个相电压矢量。
a、b、c分别取1、0、0，是指u相接直流母线正端，v、w都接直流母线负端。因此u
U相端电压是UDC。v、w相端电压是0，见图6。可知中性点N电压为DC。
3
所以
u相电压Uu（对中性点N）为UDC?UDC2U，也就是DC。 33v相电压Uv（对中性点N）为0?UDCU，也就是?DC。 33w相电压Uw（对中性点N）为0?UDCU，也就是?DC。 33可见，通过式（3）可以得出式（4）。通过图6分析，同样可以得到式（4）。
图 6
将（3）式代入电压空间矢量公式：
得到相应逆变器工作模式与输出电压的关系，如表1:
图7
使用SVPWM方法得到的三相调制波波形见图4，三相电压均为马鞍形。但三组线电压
均为正弦形，见图8。
使用SPWM方法得到的三相调制波均为正弦形，三组线电压也均为正弦形。但是，在直
流母线电压相同的情况下，SVPWM方法得到的三组线电压比SPWM方法得到的三组线电压幅值大15% 。也就是说SVPWM方法的电压利用率比SPWM方法大15% 。
图8
二、矢量控制技术
2.1 电流控制的电压调制实现
矢量控制理论最早为解决三相异步电机的调速问题而提出。交流矢量的直流标量化可以使三相异步电机获得和直流电机一样优越的调速性能。
1.1节中已经讲述三相交流矢量变换为两相直流标量的过程。在实际应用中，它的逆过程更为重要。
例如，欲使电机工作于某一状态，所需的转矩电流为变换的逆变换，可以求出三相电流矢量。
通过对三相电流矢量的控制，使得转矩电流为
iT，励磁电流为iM，这就是矢量控制技术。
iT，励磁电流为iM。通过图1所示
矢量控制需要SVPWM技术来实现。矢量控制是对电流的控制，SVPWM技术是对电压的调制；对电流的控制最终要通过对电压的调制来实现。
下面举简单的例子说明电流控制和电压调制的关系。 在图9中， ? R为1Ω电阻
? L是电感，电感量极大 ? D是理想二极管，正向压降为0 ? K是开关，可进行PWM调制 ? 电源为10VDC
控制目标：使电感中流过平均为2A的电流。
根据以上已知量和控制目标，我们可以采用如下方法控制： K采用20%占空比的PWM进行调制。
在本例中，对电感中的电流控制即类似于矢量控制。对开关K的PWM调制即类似于SVPWM调制。
可以看出，对电流的控制最终要通过对电压的调制来实现。
图9
2.2 三相永磁同步电机的矢量控制
矢量控制理论提出后，很快被用于三相永磁同步电机的控制。
三相永磁同步电机由于采用永磁体励磁，所以不需要励磁电流。 令1.1节和1.2节中的
iM（励磁电流）为0，即变为永磁同步电机的矢量控制。
接下来结合图示介绍永磁同步电机的矢量控制。在图10中，蓝色矩形表示转子。A、B、
C是定子三相绕组。
定子合成磁场和转子磁场相互垂直才能使电机产生最大的力矩。
欲使转子逆时针旋转，我们可使定子合成磁场如图10中红色箭头所示。该磁场垂直于转子磁场。
由位置传感器得知转子的位置，定子合成磁场垂直于转子，因此可知定子合成磁场矢量的方向。
定子合成磁场矢量的大小由所需要的转矩决定。 此时定子合成磁场矢量的方向和大小均为已知。
图10
定子合成磁场由定子三相电流矢量产生，因此可以求出三相电流矢量，接下来可以通过SVPWM调制方法得到需要的三相电流矢量。
三、关于一些错误理解
有人将SPWM和SVPWM混为一谈，甚至将SPWM、SVPWM以及矢量控制全都混为一比如，有人说“需要永磁同步电机的正弦波控制方案”，或者说“用SPWM控制永磁同正弦波不能直接用于永磁同步电机控制。
谈。
步电机”。这样表述不准确，实际应为“需要永磁同步电机的矢量控制方案”。