三相永磁電機(jī)的矢量控制

1、三相永磁電機(jī)的矢量控制永磁同步電機(jī)常用于各種位置控制系統(tǒng)，而矢量控制采用參數(shù)重構(gòu)和狀態(tài)重構(gòu)的現(xiàn)代控制理論概念實(shí)現(xiàn)了交流電動(dòng)機(jī)定子電流的勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量之間的解耦，將交流電動(dòng)機(jī)的控制過程等效為直流電動(dòng)機(jī)的控制過程，使交流調(diào)速獲得了可以和直流調(diào)速相媲美的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。本文就是對所學(xué)的三相永磁電機(jī)矢量控制的總結(jié)。1,永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)1.1 永磁同步電機(jī)的定義同步電機(jī)的定子繞組做成三相正弦分布繞組，當(dāng)用永磁體替代轉(zhuǎn)子，在定子繞組中通入三相對稱交流電時(shí)，就能產(chǎn)生恒定電磁轉(zhuǎn)矩，同時(shí)在定子繞組中感應(yīng)出正弦反電勢波。我們把這類同步電機(jī)稱之為永磁同步電機(jī)(PermanentMagnetSynchronou

2、sMotor,簡稱PMSM)。如果將采用集中繞組的電勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子改變成定子，通入三相方波對稱電流時(shí)，也能產(chǎn)生恒定電磁力矩此時(shí)定子繞組感應(yīng)的反電勢波形是梯形，我們稱之為無刷直流電動(dòng)機(jī)(TheBrushlessDC圖1.永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Motor,簡稱BLDC)。如圖1就是永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖定子繞組一定子鐵心一永磁體轉(zhuǎn)子1.2 永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)永磁同步電動(dòng)機(jī)由于其空載氣隙磁通密度空間分布接近正弦形，減少了氣隙磁場的諧波分量，從而減少了由諧波磁場引起的各種損耗和諧波轉(zhuǎn)矩以及由諧波轉(zhuǎn)矩引起的電磁振動(dòng)，提高了電機(jī)的效率，并且使得電機(jī)在運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)更加平穩(wěn)，噪聲也得到了降低。同時(shí)，正弦波

3、永磁同步電動(dòng)機(jī)可根據(jù)多種矢量控制方法來構(gòu)成變頻調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高性能、高精度的傳動(dòng)。與交流異步電機(jī)相比，永磁同步電機(jī)具有下列優(yōu)點(diǎn)：由于沒有籠型轉(zhuǎn)子，稀土永磁同步電機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)相比，具有較低的慣性，對于一定的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩就有較快的響應(yīng)，即轉(zhuǎn)矩/慣性比異步電動(dòng)機(jī)的高；永磁同步電動(dòng)機(jī)無轉(zhuǎn)子損耗，所以效率更高；異步電動(dòng)機(jī)需要定子勵(lì)磁電流，而永磁同步電動(dòng)機(jī)已存在于轉(zhuǎn)子，對于同等容量輸出，異步電動(dòng)機(jī)效率低，需要更大功率的整流器、逆變器；異步電動(dòng)機(jī)控制要比永磁同步電動(dòng)機(jī)復(fù)雜；永磁同步電動(dòng)機(jī)功率密度較高。永磁同步電機(jī)是一個(gè)多變量、非線性、高禍合的系統(tǒng)，其輸出轉(zhuǎn)矩與定子電流不成正比，而是復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系，因此要得到

4、好的控制性能，必需進(jìn)行磁場解禍，這種特點(diǎn)恰好適于應(yīng)用矢量變換控制技術(shù)。而且在永磁同步電機(jī)的矢量控制過程中沒有感應(yīng)電機(jī)中的轉(zhuǎn)差頻率電流而且受轉(zhuǎn)子參數(shù)的影響小，所以在永磁同步電機(jī)上更容易實(shí)現(xiàn)矢量控制。1.3 永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類永磁同步電機(jī)的種類根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上安裝的位置不同可以分為兩類面裝式和內(nèi)埋式，而面裝式又可分為面裝凸出式、面裝嵌入式，如圖2所示。對于稀土永磁電機(jī)來說，由于永磁材料的相對回復(fù)磁導(dǎo)率接近，所以面裝凸出式在電磁性能上屬于隱極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，面裝嵌入式相鄰的兩個(gè)永磁磁極間有磁導(dǎo)率很大的永磁材料，故在電磁性能上屬于凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；面裝凸出式結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在

5、正弦波永磁電機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。內(nèi)埋式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是將永磁體裝在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部，特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高、磁路氣隙?。慌c面裝式轉(zhuǎn)子相比，更適用于弱磁運(yùn)行。為了便于控制，永磁同步電機(jī)的定子繞組一般都采用短距分布繞組，氣隙磁場設(shè)計(jì)為正弦波，以產(chǎn)生正弦波反電勢。面裝凸出式面裝噩入式內(nèi)埋式圖2.永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類2,永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)2.1永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型永磁同步電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其定子和轉(zhuǎn)子處于相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，永久磁極與定子繞組、定子繞組與繞組之間的相互影響，導(dǎo)致永磁同步電機(jī)內(nèi)部的電磁關(guān)系十分復(fù)雜，再加上磁路飽和和非線性因素，給建立永磁同步電機(jī)的精確數(shù)學(xué)模型帶來了困難。在不影響研究效果的前提下需簡化永磁同

6、步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，通常作以下假設(shè)：1 .忽略磁路中鐵芯的磁飽和,不計(jì)鐵芯的渦流和磁滯損耗；2 .轉(zhuǎn)子上沒有阻尼繞組，永磁體也沒有阻尼作用；3 .永久磁鐵在氣隙中產(chǎn)生的磁勢為正弦分布，無高次諧波；4 .永磁材料的電導(dǎo)率為零。B圖3,永磁同步電機(jī)的物理模型永磁同步電機(jī)的基本方程包括電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程和運(yùn)動(dòng)方程,這些方程是永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)。2.1.1 定子電壓方程永磁同步電機(jī)定子電壓方程為Ua=Qap'-a，Ub=RJb+pB(2-1)&C=Rsic+PC式中：Rs為定子每相繞組電阻；甲A,B,c為三相繞組交鏈的磁鏈；P=%t為微分算子。2.1.2 磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩

7、方程永磁同步電機(jī)每相繞組的磁鏈?zhǔn)撬旧淼淖愿写沛満推渌@組對它互感磁鏈之和。則磁鏈方程為7A,LAALABBLbaLbbC1ILCALcbBCCCllLaca"1iBfC(2-2)式中，Wa,b,中c為三相繞組的磁鏈；Lab,Lba,Lac,Lca,Lbc,Lcb為定子各相之間的互感；中出，中fc為永磁勵(lì)磁磁場鏈過A,B,C繞組產(chǎn)生的磁鏈。由于定子三相繞組互為120°,且認(rèn)為每相間的互感是對稱的，則有Lab=Lba，Lac=Lca，Lbc=Lcb°與電勵(lì)磁三相隱極同步電機(jī)一樣，因電機(jī)氣隙均勻，故A,B,感和互感都與轉(zhuǎn)子位置無關(guān)，均為常值。于是有Lsl-Laa-Lb

8、b-Lcc-Ls二Lml式中，Ls。，Lml分別為相繞組的漏電感和勵(lì)磁電感。另有C繞組的自(2-3)L=Lab=Lbc=Lac工lcos"13-*l2(2-4)另外，永磁磁通鏈過定子側(cè)產(chǎn)生的磁鏈為WfA二篇fcos：A(2-5)=fcos=fcos式中，,一為轉(zhuǎn)子磁鏈。交流永磁電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的磁場儲(chǔ)能(k=A、B、C)(2-6)電流不變時(shí)，磁場儲(chǔ)能對機(jī)械角速度與的偏導(dǎo)就是電磁轉(zhuǎn)矩:Te=FWm(2-7)則轉(zhuǎn)矩方程為Te=-Pn'-fiA(2-8)sin4A+iBsin4A二ni'+iCsin4A+-nh<3J13力2.2 坐標(biāo)變換在A-B-C坐標(biāo)系中，同步

9、電機(jī)轉(zhuǎn)子在電、磁結(jié)構(gòu)上不對稱，所以交流電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型很復(fù)雜，它是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)，難于采用傳統(tǒng)的控制方法進(jìn)行交流調(diào)速，因此有必要采用矢量控制，即通過坐標(biāo)變換將其數(shù)學(xué)模型做盡可能的簡化，使其數(shù)學(xué)模型類似于直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。2.2.1 坐標(biāo)變換的基本思路三相正弦電流ia,ib,ic輸入到交流電機(jī)的三相繞組里面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)的正弦合成電動(dòng)勢，不管采用哪種坐標(biāo)系解析磁動(dòng)勢，其結(jié)果應(yīng)該是相同的。（a）三相交流繞組（b）兩相交流繞組（c）旋轉(zhuǎn)的直流繞組圖4.交流電機(jī)繞組在三相靜止、兩相靜止和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的物理模型圖4中的c圖中，對于繞組而言，兩個(gè)垂直且對等的

10、繞組d和q在輸入id和id后產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢F的位置是不變的。但是以一定速度將鐵芯旋轉(zhuǎn)后磁動(dòng)勢F就可以等效為圖4中a圖和b圖中的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢。繞組q作為電樞繞組，d相則作為勵(lì)磁繞組。綜上所述，igip和id、iq與ia,ib,ic一樣都可以產(chǎn)生等效的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢。那么可以通過坐標(biāo)變換將三相靜止、兩相靜止及兩相旋轉(zhuǎn)這三種坐標(biāo)系相互轉(zhuǎn)換。2.2.2 兩相靜止坐標(biāo)系統(tǒng)下電機(jī)方程U、P坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換稱為定子靜止三相ABC坐標(biāo)系到定子靜止兩相Clark變換，變換公式-fal=TClarkJc-T.RIClark-1133,12、32,v321(2-9)定子兩相靜止坐標(biāo)系下磁鏈方程=Tdark,10LaaL

11、ba.LcaABACBBBC(2-10)CBCCJcjy0定子兩相靜止坐標(biāo)下電壓方程Iuo（-i«l(2-11)p=Rsip+Pp-u。J0j2.2.3 d、q坐標(biāo)下電機(jī)方程d軸90o電角度。3qdq0坐標(biāo)系是隨定子磁場同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系，將d軸固定在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁通丁f的方向上q軸為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向超前圖5.永磁同步電機(jī)dq0坐標(biāo)系圖取逆時(shí)針方向?yàn)檗D(zhuǎn)速的正方向。一為每極下永磁勵(lì)磁磁鏈空間矢量，方向與磁極磁場軸線一致，d、q軸隨同轉(zhuǎn)子以電角速度（電角頻率）0r一起旋轉(zhuǎn)，它的空間坐標(biāo)以d軸與參考坐標(biāo)軸as間的電角度斗來確定，P為定子三相基波合成旋轉(zhuǎn)磁場軸線與永磁體基波勵(lì)磁磁場軸線間的空間電角度

12、，稱為轉(zhuǎn)矩角。三相永磁同步電機(jī)在dq0軸轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系的定子電壓方程為ddUd=Rsid十一ddtd-qUq=Rsiqqdt-r1-q-r1-d(2-12)式中,Ud、Uq為定子電壓矢量的d,q軸分量；id、iq為定子電流矢量的d,q軸分量；中d、中q為定子磁鏈的d,q軸分量?？蓪ⅲ?-12）表示為UdRsidLddiduq=RsiqLqdtdiqdt-WrLqiq(2-13)WrLdidWr'-f結(jié)合表面式永磁同步電機(jī)有的電壓方程為Ld=Lq=L,在正弦穩(wěn)態(tài)情況下，永磁同步電機(jī)Uduq=R/d-WrLqiq二RsiqWrLdidWr''f(2-14)磁鏈方程叫=L3+vf

13、(2-15)(2-16)dddf中=LiqFq轉(zhuǎn)矩方程Te=Pniq：qid2.3 永磁同步電機(jī)矢量控制原理2.3.1 矢量控制的基本原理矢量控制理論的提出從根本上解決了交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的高性能控制問題?；舅枷胧窃谌嘟涣麟姍C(jī)上模擬直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的規(guī)律，在磁場定向坐標(biāo)上，將定子電流矢量分解成產(chǎn)生磁通的勵(lì)磁電流分量和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩電流分量，并使兩分量互相垂直，彼此獨(dú)立，然后分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制。因此，矢量控制的關(guān)鍵仍是對電流矢量的幅值和空間位置的控制矢量控制一般是通過檢測或估計(jì)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁通的位置及幅值來控制定子電流或電壓，這樣電機(jī)的轉(zhuǎn)矩便只和磁通、電流有關(guān)，與直流電機(jī)的控制方法相似，可以

14、得到很高的控制性能。對于永磁同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子磁通位置與轉(zhuǎn)子機(jī)械位置相同，這樣通過檢測轉(zhuǎn)子實(shí)際位置就可以得知電機(jī)轉(zhuǎn)子磁通位置，從而使永磁同步電機(jī)的矢量控制比起異步電機(jī)的矢量控制大大簡化。矢量控制是當(dāng)前高性能交流調(diào)速系統(tǒng)一種典型的控制方案。根據(jù)矢量控制原理，在不同的應(yīng)用場合可選擇不同的磁鏈?zhǔn)噶孔鳛槎ㄏ蜃鴺?biāo)軸，目前存在四種磁場定向控制方式轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制，定子磁鏈定向控制，氣隙磁鏈定向控制和阻尼磁鏈定向控制。對于主要采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向方式，該方式對交流伺服系統(tǒng)等小容量驅(qū)動(dòng)場合特別適合。按照控制目標(biāo)可以分為：id=0控制、cos邛=1控制、總磁鏈恒定控制、最大轉(zhuǎn)矩/電流控制、最大輸出功率控制、轉(zhuǎn)矩線性控制

15、、直接轉(zhuǎn)矩控制等。它們各有各的特點(diǎn)：id=0控制最為簡單，cos中=1控制可以降低與之匹配的變頻器容量，恒磁鏈控制可以增大電動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩等。2.3.2 勵(lì)磁電流id=0控制為轉(zhuǎn)子磁極d軸的空間位置角，P為定子電流矢量is與轉(zhuǎn)子永磁磁鏈?zhǔn)噶恐衒間的夾角。定子電流d、q軸分量可寫為(2-17)id=iscos:iq=issin又有式（2-15）可得T=Pn=diq，dqL-dL1-2+pinsf1mdfLppppLd-LqidiP2.rns2s82當(dāng)采用id=0控制時(shí)，定子電流只有交軸分量，定子磁勢空間矢量中s與永磁體磁場空間矢量正交中f,P=90°,電磁轉(zhuǎn)矩T=Tm=pNfis,

16、即只有永磁轉(zhuǎn)矩分量。這種控制方式下單位定子電流可以獲最大轉(zhuǎn)矩，或是在產(chǎn)生所要求的轉(zhuǎn)矩條件下所需定子電流最小，定子銅耗也最小，效率高。這也是表面式永磁同步電機(jī)常用id=0控制的原因。2.3.3 功率因數(shù)c0stp=1控制cos中=1控制是使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)包為1,即定子電流矢量is與電機(jī)端電壓矢量Us同相位。此時(shí)電動(dòng)機(jī)矢量圖如圖6所示。圖6.cos*=1控制時(shí)永磁同步電機(jī)空間矢量圖在cos邛=1控制中，定子電流、電壓與永磁同步電機(jī)電動(dòng)勢夾角相同，內(nèi)功率角尸與P的關(guān)系如下：¥=P-2（2-19）2在這種控制方式下，電動(dòng)機(jī)相對電網(wǎng)作單位功率因數(shù)運(yùn)行，功率因數(shù)及效率等運(yùn)行指標(biāo)最好，變頻器容量

17、也省。但由于永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁無法調(diào)節(jié)，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，電樞繞組的總磁鏈不為定值，因此，電樞電流與轉(zhuǎn)矩?zé)o法保持線性關(guān)系。2.3.4 最大轉(zhuǎn)矩/電流控制最大轉(zhuǎn)矩/電流控制也稱單位電流輸出轉(zhuǎn)矩最大控制，是在電動(dòng)機(jī)輸出給定轉(zhuǎn)矩時(shí)，控制定子電流最小的電流控制策略。它是凸極永磁同步電機(jī)用的較多的一種控制策略，而對于隱極永磁同步電機(jī)而言，實(shí)際上就是id=0控制。采用最大最大轉(zhuǎn)矩/電流控制時(shí)，其核心思想是尋求d、q軸電流的最優(yōu)組合，使得給定轉(zhuǎn)矩下的定子電流幅值最小。由于逆變器需要的輸出電流小，適合選用較小的逆變器，能在電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩滿足要求的條件下，使定子電流最小，減小了電機(jī)的銅耗，有利于降低系統(tǒng)損耗，降低

18、系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)效率。在該方案的基礎(chǔ)上，再采用適當(dāng)?shù)娜醮趴刂?，可以改善電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)的性能。但是隨著輸出轉(zhuǎn)矩的增大功率因數(shù)下降比較多。2.3.5 弱磁控制轉(zhuǎn)矩增加之后，感應(yīng)電動(dòng)勢也會(huì)隨著增大，但是id=0控制適合基速以下，還得給電動(dòng)機(jī)更大的輸入電壓，電動(dòng)機(jī)在電壓達(dá)到最大時(shí)會(huì)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，電壓就不會(huì)再升高。如此，則需要弱磁包功率運(yùn)行，類似普通直流電動(dòng)機(jī)。調(diào)節(jié)id和iq才能在逆變器達(dá)到電壓的輸出極限后繼續(xù)增加轉(zhuǎn)速。減小q軸電流分量及增加qd軸電流分量就能在保持電壓平衡的基礎(chǔ)上完成弱磁。由于電機(jī)相電流有極限，增加id保持相電流大小就得降低iq所以一般實(shí)現(xiàn)弱磁增速的方法是增加去磁電流。id的大小

19、和去磁作用成正比，同時(shí)iq的大小和輸出轉(zhuǎn)矩成正比，所以弱磁控制調(diào)節(jié)電機(jī)速度時(shí)在基速度ne以上的表現(xiàn)為恒功率，基速以下認(rèn)為恒轉(zhuǎn)矩。2.4 空間電壓矢量調(diào)制(SVPWM技術(shù)空間電壓矢量PWM與傳統(tǒng)的正弦PWM不同，它是從三相輸出電壓的整體效果出發(fā)，著眼于如何使電機(jī)獲得理想圓形磁鏈軌跡。SVPWM技術(shù)與SPWM相比較，繞組電流波形的諧波成分小，使得電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)降低，旋轉(zhuǎn)磁場更逼近圓形，而且使直流母線電壓的利用率有了很大提高，且更易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。交流電動(dòng)機(jī)繞組的電壓、電流、磁鏈等物理量都是隨時(shí)間變化的，分析時(shí)常用時(shí)間相量來表示，但如果考慮到它們所在繞組的空間位置，也可以如圖7所示，定義定子三相電壓空間

20、矢量Uao,Ubo,Uco。它們的方向始終處于各相繞組的軸線上，而大小則隨時(shí)間按正弦規(guī)律脈動(dòng)，時(shí)間相位互相錯(cuò)開的角度也是120°。圖7.電壓空間矢量由三相定子電壓空間矢量相加合成的空間矢量U是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的空間矢量，它的幅值不變，是每相電壓值的3/2倍。當(dāng)電源頻率不變時(shí)，合成空間矢量U以電源角頻率為電氣角速度作恒速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)某一相電壓為最大值時(shí)，合成電壓矢量U就落在該相的軸線上。用公式表示有：U=Uao+Ubo+Uco(2-20)與定子電壓空間矢量相仿，可以定義定子電流和磁鏈的空間矢量UAO和爐S。三相的電壓平衡方程式相加，即得用合成空間矢量表示的定子電壓方程式為：d'-s/、U=

21、RIs+-d-(2-20)sdt當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不是很低時(shí)，忽略定子電阻R上的壓降，則上式可簡化為：(2-21)(2-22)d1-sU：sdt,'s:Udt當(dāng)電動(dòng)機(jī)由三相平衡正弦電壓供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子磁鏈幅值恒定，其空間矢量以恒速旋轉(zhuǎn)，磁鏈?zhǔn)噶宽敹说倪\(yùn)動(dòng)軌跡呈圓形。這樣的定子磁鏈旋轉(zhuǎn)矢量可表示為：(2-23)該式說明,率成正比,轉(zhuǎn)一周時(shí),當(dāng)磁鏈幅值*m一定時(shí)，u的大小與Wi成正比，或者說供電電壓與頻其方向是磁鏈圓軌跡的切線方向，如圖8所示。當(dāng)磁鏈?zhǔn)噶吭诳臻g旋電壓矢量也連續(xù)地按磁鏈圓的切線方向運(yùn)動(dòng)2冗弧度，其運(yùn)動(dòng)軌跡與磁鏈圓重合。這樣，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的形狀問題就可轉(zhuǎn)化為電壓空間矢量運(yùn)動(dòng)軌圖9

22、為一種典型的三相電壓源逆變器的結(jié)構(gòu)。圖中的逆變器采用上、下管換流，功率開關(guān)器件共有八種工作狀態(tài)，即VT6、VT,、VT2導(dǎo)通，VT,、VT2、VT3導(dǎo)通,VT2、VT3、VT4導(dǎo)通，VT3、VT4、VT5導(dǎo)通，VT4、VT5、VT6導(dǎo)通，vt5、VT6、VT1導(dǎo)通，VT,、VT3、VT5導(dǎo)通和VT2、VT4、VT6導(dǎo)通八種狀態(tài)。如把上橋臂器件導(dǎo)通用數(shù)字“1”表示，下橋臂器件導(dǎo)通用數(shù)字“0”表示，則可得逆變器的八種開關(guān)模式對應(yīng)于八種電壓空間矢量，這八種電壓空間矢量稱為基本電壓空間矢量。在這八種開關(guān)狀態(tài)中，有六種開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)于矢量幅值為2Udc/3的非零電壓空間矢量；另外兩種開關(guān)狀態(tài)則對應(yīng)于矢量幅值為零的零電壓空間矢量。當(dāng)零電壓空間矢量作用于電機(jī)時(shí)并不形成磁鏈?zhǔn)噶?，非零電壓空間矢量作用于電機(jī)時(shí)，在電機(jī)中將會(huì)形成與之相對應(yīng)的磁鏈?zhǔn)噶?。其中，逆變器必須滿足如下條件，即：在任何時(shí)刻必須有三個(gè)開關(guān)管是導(dǎo)通狀態(tài)，而另外三個(gè)開關(guān)管是關(guān)斷狀態(tài)，同一橋臂上、下兩個(gè)開關(guān)管不能同時(shí)導(dǎo)通。六個(gè)非零的基本電壓空間矢量將逆變器的一個(gè)工作周期分成六個(gè)區(qū)域，稱為扇區(qū)，如圖10所示。每個(gè)扇區(qū)對應(yīng)的時(shí)間均為九/3在常規(guī)的六拍逆變器中一個(gè)扇區(qū)