1 引 言

目前，電動汽車的驅動有直流電機、交流感應電機、永磁無刷電機和開關磁阻電機。交流電機以其體積小，結構簡單，堅固耐用，運行可靠，制造成本低和易于維護等優(yōu)點，以及交流變頻調(diào)速技術所具有的優(yōu)異調(diào)速性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)能等特點，而得到了廣泛的應用。變頻調(diào)速系統(tǒng)通常采用正弦脈寬調(diào)制(spwm)和空間矢量脈寬調(diào)制(svpwm)，以控制功率開關器件的通斷。spwm著眼于使逆變器的輸出電壓盡量接近正弦波，其缺點是電壓利用率低。從電機的角度出發(fā)，svpwm技術著眼于如何使電機獲得幅值恒定的圓形磁場。svpwm根據(jù)逆變器的不同開關模式產(chǎn)生的實際磁通去逼近基準磁通圓。不但能達到較高的控制性能，而且具有轉矩脈動小，噪聲低，電壓利用率高等優(yōu)點，因此在調(diào)速系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。該系統(tǒng)采用tms320lf2407作為控制芯片而產(chǎn)生svpwm波，以控制逆變器開關管的導通和關斷。此外，采用容易實現(xiàn)，且性能較優(yōu)的速度閉環(huán)轉差頻率控制法，以控制游覽車的電機。

2 svpwm技術的原理

2.1 基本電壓空間矢量

圖1示出電動游覽車的逆變器主電路。規(guī)定當上橋臂的一個開關管導通時，開關狀態(tài)為1。此時，相應的下橋臂開關管關斷；反之亦然，開關狀態(tài)為0。3個橋臂只有1或0的狀態(tài)，因此由3個橋臂的開關狀態(tài)a，b，c可形成000～111的8種開關模式。其中，000和111的開關模式為零狀態(tài)，其它6種開關模式可提供有效的輸出電壓�？臻g矢量的基本思想就是用這8種開關模式的組合來近似電機的定子電壓。

由上述假定可推導出三相逆變器輸出的線電壓矢量[uab，ubc，uca]t與開關狀態(tài)矢量[a，b，c]t的關系為：

式中 udc--直流輸入電壓
三相逆變器輸出的相電壓矢量[ua，ub，uc]t與開關狀態(tài)矢量[a，6，c]t的關系為：

將開關狀態(tài)矢量a，b，c的8種開關組合代入式(2)，可求出ua，ub，uc在8種狀態(tài)下各自對應的電壓，然后把在每種開關模式下的相電壓值代入u=ua+ub+uc就可依次求出8種開關模式下的相電壓矢量和相位角。圖2示出這8個基本電壓矢量的位置。
上述相電壓值都指三相a，b，c平面坐標系中的值．為了計算方便，在dsp程序計算中需將其轉換到o，α，β平面坐標系中。如果選擇在兩個坐標系中，電機的總功率將保持不變，作為兩個坐標系的轉換原則，則采用下述轉換方式：

根據(jù)式(3)可將前面算出的各開關模式下對應的相電壓轉換至o,α，β坐標系中的分量。各基本矢量轉換至o，α，β坐標系后的對應分量如圖2所示。

2.2 磁鏈軌跡的控制

有了含6個有效矢量和2個零矢量的這8個基本電壓空間矢量后，就可根據(jù)這些基本矢量合成盡可能多的電壓矢量，以形成一個近似圓形的磁場。圖3示出一種電壓空間矢量的線性時間組合方法。輸出的參考相電壓矢量uout的幅值代表相電壓的幅值，其旋轉角速度就是輸出正弦電壓的角頻率。uout可由相鄰的兩個基本電壓矢量ux和ux±60的線性時間組合來合成，如：

在每一個tpwm期間都改變相鄰基本矢量的作用時間，并保證所合成的電壓空間矢量的幅值都相等，因此當tpwm取足夠小時，電壓矢量的軌跡是一個近似圓形的正多邊形。

在合成電壓空間矢量時，由于對非零矢量ux和ux±60的選擇不同，以及零矢量的分割方法也不同，因而會產(chǎn)生多種電壓空間矢量的pwm波。目前，應用較為廣泛的是七段式電壓空間矢量pwm波形，其ux和ux±60的選擇順序如圖2所示。

2.3 t1，t2和t0的計算

根據(jù)式(4)，電壓空間矢量uout可由ux和ux±60的線性時間組合來得到，則由圖3，且根據(jù)三角正弦定理有：

由式(5)和式(6)可解得：


式(7)和式(8)中，tpwm可事先選定；uout可由u／?曲線確定：θ可由電壓角頻率ω和ntpwm的乘積