用于电机控制的空间矢量调制 (SVM)
空间矢量调制 (svm) 是感应电机和永磁同步电机 (pmsm) 磁场定向控制的常用方法。
空间矢量调制负责生成脉宽调制信号以控制逆变器的开关，由此产生所需的调制电压，以所需的速度或转矩驱动电机。
空间矢量调制也称为空间矢量脉宽调制 (svpwm)。您可以使用 matlab® 和 simulink® 来实现空间矢量调制方法，或利用预置 svm 库来实现电机控制应用。
svm 的目标
试考虑三相逆变器电机控制的空间矢量调制，该逆变器具有六个开关，如以下等效电路所示。注意，有八种有效的开关配置。
连接到电机定子绕组的三相逆变器电路。
** 开关 s2、s4、s6 分别与 s1、s3、s5 互补。*
每种开关配置都会产生特定的电压，施加于电机端子。电压是基本空间矢量，以空间矢量六边形表示其幅值和方向。
空间矢量六边形，包含基本矢量 u1-u8。
连接到电机定子绕组的三相逆变器电路。
通过对开关区间内的基本空间矢量（方向）和零矢量（幅值）作用时间进行调节，可以近似得到空间矢量六边形内任意位置、任意幅值的电压矢量。
例如图中，一个脉宽调制 (pwm) 周期内，选择两个相邻空间矢量（图中的 u3 和 u4）分别作用一段时间、在周期其余时间内由零矢量（u7 或 u8）作用，从而得到近似平均参考矢量 uref。
通过控制开关序列，即控制脉冲的导通持续时间，就可以在每个 pwm 周期获得具有变化幅值和方向的任何电压矢量。
空间矢量调制方法的目标是在每个 pwm 周期生成与参考电压矢量相符的开关序列，以实现连续旋转的空间矢量。
，时长00:07
[ ]
旋转的参考空间矢量的示意图。
svm 的操作
空间矢量调制方法基于参考电压矢量进行操作，在每个 pwm 周期为逆变器生成适当导通信号，目标是实现连续旋转的空间矢量。
采用空间矢量调制的磁场定向控制架构示意图。
该模块图显示了一个空间矢量调制工作流示例。
在每个 pwm 周期，以电压矢量作为输入参考，svm 算法会：
基于参考电压矢量计算开关导通时间基于导通时间生成马鞍波基于导通时间为逆变器开关生成适当的导通脉冲
svm 算法生成的空间矢量调制电压信号。
所生成的马鞍波能够最大程度地利用直流总线电压。与正弦脉宽调制 (spwm) 方法相比，该方法能提供更好的额定电压输出。
通过比较调制波（马鞍波）和载波生成导通脉冲。
然后，您可以将生成的导通信号应用于三相逆变器的开关，以所需的速度或转矩驱动电机。
pwm 硬件支持
硬件板卡（如 arduino®、raspberry pi™ 和 ti 板）通过接收调制波形生成导通脉冲来驱动电力逆变器。
根据设计要求，采用 pwm 方法的电机控制算法通常需要以 khz 级的较高频率执行。在耗费人力物力执行硬件测试之前，必须尽早评估控制架构的正确性。
为此，您可以使用仿真环境。例如，使用 simulink，您可以基于电机模型来仿真和验证控制架构，包括空间矢量调制等脉宽调制方法，并尽早修正错误。
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空间矢量调制也称为空间矢量脉宽调制 (svpwm)。您可以使用 matlab® 和 simulink® 来实现空间矢量调制方法，或利用预置 svm 库来实现电机控制应用。
svm 的目标
试考虑三相逆变器电机控制的空间矢量调制，该逆变器具有六个开关，如以下等效电路所示。注意，有八种有效的开关配置。
连接到电机定子绕组的三相逆变器电路。
** 开关 s2、s4、s6 分别与 s1、s3、s5 互补。*
每种开关配置都会产生特定的电压，施加于电机端子。电压是基本空间矢量，以空间矢量六边形表示其幅值和方向。
空间矢量六边形，包含基本矢量 u1-u8。
连接到电机定子绕组的三相逆变器电路。
通过对开关区间内的基本空间矢量（方向）和零矢量（幅值）作用时间进行调节，可以近似得到空间矢量六边形内任意位置、任意幅值的电压矢量。
例如图中，一个脉宽调制 (pwm) 周期内，选择两个相邻空间矢量（图中的 u3 和 u4）分别作用一段时间、在周期其余时间内由零矢量（u7 或 u8）作用，从而得到近似平均参考矢量 uref。
通过控制开关序列，即控制脉冲的导通持续时间，就可以在每个 pwm 周期获得具有变化幅值和方向的任何电压矢量。
空间矢量调制方法的目标是在每个 pwm 周期生成与参考电压矢量相符的开关序列，以实现连续旋转的空间矢量。
，时长00:07
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旋转的参考空间矢量的示意图。
svm 的操作
空间矢量调制方法基于参考电压矢量进行操作，在每个 pwm 周期为逆变器生成适当导通信号，目标是实现连续旋转的空间矢量。
采用空间矢量调制的磁场定向控制架构示意图。
该模块图显示了一个空间矢量调制工作流示例。
在每个 pwm 周期，以电压矢量作为输入参考，svm 算法会：
基于参考电压矢量计算开关导通时间基于导通时间生成马鞍波基于导通时间为逆变器开关生成适当的导通脉冲
svm 算法生成的空间矢量调制电压信号。
所生成的马鞍波能够最大程度地利用直流总线电压。与正弦脉宽调制 (spwm) 方法相比，该方法能提供更好的额定电压输出。
通过比较调制波（马鞍波）和载波生成导通脉冲。
然后，您可以将生成的导通信号应用于三相逆变器的开关，以所需的速度或转矩驱动电机。
pwm 硬件支持
硬件板卡（如 arduino®、raspberry pi™ 和 ti 板）通过接收调制波形生成导通脉冲来驱动电力逆变器。
根据设计要求，采用 pwm 方法的电机控制算法通常需要以 khz 级的较高频率执行。在耗费人力物力执行硬件测试之前，必须尽早评估控制架构的正确性。
为此，您可以使用仿真环境。例如，使用 simulink，您可以基于电机模型来仿真和验证控制架构，包括空间矢量调制等脉宽调制方法，并尽早修正错误。
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