1 引 言

目前，电动汽车的驱动有直流电机、交流感应电机、永磁无刷电机和开关磁阻电机。交流电机以其体积小，结构简单，坚固耐用，运行可靠，制造成本低和易于维护等优点，以及交流变频调速技术所具有的优异调速性能、高效率、高功率因数和节能等特点，而得到了广泛的应用。变频调速系统通常采用正弦脉宽调制(spwm)和空间矢量脉宽调制(svpwm)，以控制功率开关器件的通断。spwm着眼于使逆变器的输出电压尽量接近正弦波，其缺点是电压利用率低。从电机的角度出发，svpwm技术着眼于如何使电机获得幅值恒定的圆形磁场。svpwm根据逆变器的不同开关模式产生的实际磁通去逼近基准磁通圆。不但能达到较高的控制性能，而且具有转矩脉动小，噪声低，电压利用率高等优点，因此在调速系统中得到了广泛的应用。该系统采用tms320lf2407作为控制芯片而产生svpwm波，以控制逆变器开关管的导通和关断。此外，采用容易实现，且性能较优的速度闭环转差频率控制法，以控制游览车的电机。

2 svpwm技术的原理

2.1 基本电压空间矢量

图1示出电动游览车的逆变器主电路。规定当上桥臂的一个开关管导通时，开关状态为1。此时，相应的下桥臂开关管关断；反之亦然，开关状态为0。3个桥臂只有1或0的状态，因此由3个桥臂的开关状态a，b，c可形成000～111的8种开关模式。其中，000和111的开关模式为零状态，其它6种开关模式可提供有效的输出电压。空间矢量的基本思想就是用这8种开关模式的组合来近似电机的定子电压。

由上述假定可推导出三相逆变器输出的线电压矢量[uab，ubc，uca]t与开关状态矢量[a，b，c]t的关系为：

式中 udc--直流输入电压
三相逆变器输出的相电压矢量[ua，ub，uc]t与开关状态矢量[a，6，c]t的关系为：

将开关状态矢量a，b，c的8种开关组合代入式(2)，可求出ua，ub，uc在8种状态下各自对应的电压，然后把在每种开关模式下的相电压值代入u=ua+ub+uc就可依次求出8种开关模式下的相电压矢量和相位角。图2示出这8个基本电压矢量的位置。
上述相电压值都指三相a，b，c平面坐标系中的值．为了计算方便，在dsp程序计算中需将其转换到o，α，β平面坐标系中。如果选择在两个坐标系中，电机的总功率将保持不变，作为两个坐标系的转换原则，则采用下述转换方式：

根据式(3)可将前面算出的各开关模式下对应的相电压转换至o,α，β坐标系中的分量。各基本矢量转换至o，α，β坐标系后的对应分量如图2所示。

2.2 磁链轨迹的控制

有了含6个有效矢量和2个零矢量的这8个基本电压空间矢量后，就可根据这些基本矢量合成尽可能多的电压矢量，以形成一个近似圆形的磁场。图3示出一种电压空间矢量的线性时间组合方法。输出的参考相电压矢量uout的幅值代表相电压的幅值，其旋转角速度就是输出正弦电压的角频率。uout可由相邻的两个基本电压矢量ux和ux±60的线性时间组合来合成，如：

在每一个tpwm期间都改变相邻基本矢量的作用时间，并保证所合成的电压空间矢量的幅值都相等，因此当tpwm取足够小时，电压矢量的轨迹是一个近似圆形的正多边形。

在合成电压空间矢量时，由于对非零矢量ux和ux±60的选择不同，以及零矢量的分割方法也不同，因而会产生多种电压空间矢量的pwm波。目前，应用较为广泛的是七段式电压空间矢量pwm波形，其ux和ux±60的选择顺序如图2所示。

2.3 t1，t2和t0的计算

根据式(4)，电压空间矢量uout可由ux和ux±60的线性时间组合来得到，则由图3，且根据三角正弦定理有：

由式(5)和式(6)可解得：


式(7)和式(8)中，tpwm可事先选定；uout可由u／?曲线确定：θ可由电压角频率ω和ntpwm的乘积