异步电机矢量控制的应用（异步电机矢量控制基本原理）

5.6）SVPWM实现流程

从上一节的分析可以看出，哪些电压空间矢量及其作用时间是SVPWM的两个基本问题。为了实现SVPWM，在构建仿真时需要注意和解决几个问题。

(1)电压空间矢量所在扇区的判断；

(2)基本矢量作用时间的计算；

(3)确定基本向量的作用顺序和扇区切换点时间。

只要解决了以上三个问题，SVPWM就可以实现。

我们通过一个小例子来了解一下PWM 信号。图2是一个直流电路，有一个电阻、一个开关、一个灯泡和一个驱动灯泡的10V直流电压源。如何获得2.5V电压驱动的灯泡的亮度？

5.6.1）SVPWM理论解释

该状态对应的电机绕组连接图如下：

5.6.1) 行业判断

5.6.2) 基本矢量作用时间计算

5.6.3) 基本矢量动作顺序和扇区切换点时间的确定

5.7）总结

电压空间矢量调制技术（SVPWM，Space Vector Pulse Width Modulation）源于控制电机。由于电机旋转时会产生圆形旋转磁场，因此可以将逆变器和交流电机视为一个整体，根据交流电机产生的圆形磁场来控制逆变器。此时逆变器的输出波形会比较好。 SVPWM也可以称为磁通跟踪控制，它是通过在一个假想的静止坐标系中控制不同的电压矢量来获得的。 SVPWM算法的理论基础是平均值等效原理，即通过将一个开关周期Ts内的基本电压矢量组合起来，使平均值等于给定的电压矢量。因此，SVPWM的本质是利用逆变器能够输出的电压空间矢量与动作时间的线性组合来近似期望的电压空间矢量。具体方法是正确控制逆变器中功率器件的开通和关断状态。

2.2****仿真建模

2.2.1 电机参数

2.2.2 电机运行条件

仿真中异步电机的参数如上表所示。模拟运行的采样率为5K。 0.7秒前，速度参考值设置为1500r/min，0.7秒后，参考速度设置为1000r/min。 0.4秒前，电机卸载，0.4秒后，电机加14N.m的负载。

2.2.3 仿真波形分析

图2-6 仿真波形变化

从上图可以看出，电机转速动态响应快，实际值能够快速跟踪上参考值。在突然加载的情况下，速度会下降，但能很快恢复到原来的稳态值。转矩分量和励磁分量可以完全解耦，定子电流随着电机的负载而相应变化。总体而言，仿真运行与理论相符，验证了异步电机矢量控制仿真系统的可行性和有效性。

2.3.概括

FOC控制的本质其实就是解耦。借助电角，将三相侧的电流转换到旋转两相侧（即Clark、Park变换），然后在旋转两相上分别控制转矩和磁链边。以上分析均基于MATLAB/simulink仿真。接下来我们将尝试设计并实现硬件平台，并进一步深化基于目前工业上使用的FOC的异步电机矢量控制的学习。