SVPWM教学研究之空间矢量

佘 焱， 王 勇， 黎灿兵， 孙 佳

(上海交通大学 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海200240)

0 引言

空间矢量脉宽调制SVPWM(Space Vector PulseWidth Modulation)将电压型逆变器输出的基本空间电压矢量合成需要的参考空间电压矢量，是“电力电子技术”教学中的重要内容，在电机控制和并网技术等领域中有重要应用。但是，目前在有关的教材和文献对SVPWM的讨论中存在一些不同的观点，特别是空间矢量的定义不统一[1～5]，概念的性质不清楚，影响到后面SVPWM的教学，所以，对空间矢量的定义及其性质进行较为透彻的研究与分析，在SVPWM的教学中十分重要。我们结合有关教材的编写，对此进行了一些探讨和澄清，在此求教于大家。

1 空间矢量定义

目前空间矢量的定义存在三个问题：一、定义与感应电机等应用场景经常没有很好的区分，逻辑上存在一些混乱；二、很多定义不够严谨，比如，有时候把三相正弦交流电的空间矢量作为空间矢量的定义，造成教学的时候学生理解困难；三、定义不统一，目前至少存在三种空间矢量的定义，甚至有时候用3s-2s坐标变换来定义空间矢量。本文给出空间矢量的严格统一定义，将其应用到三相正弦交流电和逆变器。

1.1 定义

如图1所示，首先建立单位矢量αβ和单位矢量U、V、W，其中αβ正交，U、V、W相互之间差120度，U和α重合。

图1 三相电压的空间矢量

定义对于给定的三相电压vU、vV、vW，称

Vs=k(vUU+vVV+vWW)

(1.1)

为三相电压vU、vV、vW的空间矢量，其中k为常数。上述求和为矢量求和运算。

(1.2)

通常对k的选择有三种，分别对应空间矢量的三种定义，下一节我们对这三种定义进行探讨。……