與一維數(shù)字轉(zhuǎn)子位置不同，電流和電壓都是二維的。可以在矩形笛卡爾平面中考慮這些尺寸。

用旋轉(zhuǎn)角度和幅度來描述向量

雖然電流命令的幅度和施加的電壓是進入控制器的誤差項的函數(shù)，它們施加的角度是?d-q?軸方向的函數(shù)，因此也是轉(zhuǎn)子位置的函數(shù)。將這兩個變量視為單獨控制。矢量的大小將由反饋控制環(huán)路確定。同時，應用角度將是轉(zhuǎn)子角度的函數(shù)，并將通過所選的?H?橋換向和脈寬調(diào)制方法來處理。

討論閉環(huán)控制器的設計，當我們進一步了解電機的系統(tǒng)分析時，閉環(huán)控制器將在后面的章節(jié)中決定這些信號的幅度。我們將更多地討論換向以及調(diào)制電壓的不同方式。這里已經(jīng)討論了我們可以調(diào)制電壓的更簡單的方法之一。事實上，這是第六節(jié)中六步換向的主要焦點。

通過使用來自霍爾效應傳感器的信號作為低分辨率角度測量，我們規(guī)定了電壓矢量的應用角度，從而規(guī)定了電流流動的角度，作為轉(zhuǎn)子角度的超離散函數(shù)。因此，如果您使用反饋控制器的?6?塊換向，您的電流控制器將查看流經(jīng)電機的電流，然后將其與您提供的參考值進行比較，并生成電壓信號的幅度應用。

然后將該電壓信號除以系統(tǒng)的電源電壓，

以找到您想要應用于?H?橋?MOSFET?的占空比。如果命令電壓高于電源電壓，您只需將占空比飽和到?100%。

最后，這些占空比將根據(jù)您的換向方案提供給適當?shù)腗OS。其中，正?100%?占空比對應于高側?MOSFET?在?100%?的時間內(nèi)處于活動狀態(tài)，負?100%?占空比對應于低側?MOSFET?在?100%?的時間內(nèi)處于活動狀態(tài)。請注意，此換向模式適用于正扭矩。

如果我們想產(chǎn)生負扭矩，我們只需繞?x?軸翻轉(zhuǎn)此換向方案即可。

由于我們在過去幾集中討論過的所有原因、扭矩紋波、不需要的?dx?是電流等，六圖換向還有很多不足之處。

但是，如果您有更精確的角度感應方法（例如編碼器），則可以改進換向方法。我們知道，電機的電阻器和導管電路充當電壓和電流之間相對快速的低通濾波器。

因此，在低到中旋轉(zhuǎn)速率下，您可以通過輸入電壓矢量（其旋轉(zhuǎn)速率與電機角度相同）來產(chǎn)生正弦電流矢量，該電流矢量隨電機角度旋轉(zhuǎn)。但在現(xiàn)實世界中你如何真正做到這一點呢？

電流控制環(huán)路的輸出將指定要應用的電壓幅度。同樣，您可以將其除以電源電壓并在?100%?處飽和。您可以將此占空比乘以?A、B?和?C?正弦曲線（它們是?theta?的函數(shù)），而不是將此占空比完全應用于塊換向所規(guī)定的任何擬合。

這會產(chǎn)生負?100%?和正?100%?之間的三個占空比，然后您可以將其相應地輸出到?H?橋。

然而，雖然這種換向方案將允許您更好地控制流向?Q?軸的電流，并且通過將正弦波向前或向后相移一定角度偏移，但如果您想要，例如，感覺，您可以在?D?方向上調(diào)制電流被削弱了。

正弦換向有一個細微的缺點。在正弦換向期間，您是否充分利用了電壓范圍？但我這么說是什么意思呢？當我們實際上應用“電壓”時，這意味著應用電壓差。因此施加到?A?相的電壓的絕對大小并不重要。重要的是施加在?A?上的電壓與施加在?B?和?C?上的電壓的大小不同。

有點像如果你從?100?英尺高的平臺跳到另一個?99?英尺高的平臺上，重力只會使你加速這一英尺。

但是，如果我們繪制施加到?A、B?和?C?相的電壓的正弦函數(shù)，我們會注意到我們的相不可能跨越整個電源電壓范圍。

事實上，如果我們繪制電壓差，即該圖上每個角度的最高電壓減去最低電壓，我們會發(fā)現(xiàn)我們使用的最大電壓差僅為系統(tǒng)所能完成的?86.6%。

這給我們帶來了調(diào)制電壓的行業(yè)標準方法，即空間矢量調(diào)制。就像正弦調(diào)制一樣，空間矢量調(diào)制保持電壓差，該電壓差隨電機角度旋轉(zhuǎn)以與?Q?軸保持一致。然而，通過一些巧妙的數(shù)學計算，它可以充分利用您的電源電壓。

我個人發(fā)現(xiàn)，展示其工作原理的最簡單方法就是演示從正弦換向波形獲取電壓曲線并將其轉(zhuǎn)換為空間矢量調(diào)制電壓信號的轉(zhuǎn)換。

因為我們知道我們的電壓差理論上可以增加?1/0.866?或?15.47%。

雖然我們現(xiàn)在將應用電源電壓可以提供的最大電壓差，但我們還需要命令?115%?的占空比，這在定義上是不可能的。但這就是我們發(fā)揮創(chuàng)意的地方。

我想再次提醒您，重要的不是電壓的絕對值。就是電壓差。

因此，如果我們查看其中一個需要在?115%?的時間內(nèi)將電壓控制為高電壓的地方，那么電路的另一側應用了什么？在這里，我們僅命令其他兩相以?58%?的占空比接地。

因此，考慮到電路動力學會將?PWM?電壓過濾為偽連續(xù)電壓信號這一事實，如果不具有不可能的?115%?占空比，則該位置的電壓差驅(qū)動電流的能力將完全相同和?58%?的占空比，我們將所有三個階段都降低了?28.8%。其中一個在?86.6%?的時間內(nèi)連接到高電平，另外兩個在?86.6%?的時間內(nèi)連接到低電平。

以同樣的方式，我們看到低側需要以?115%?占空比接地的點，

我們可以將三個的公共電壓提高?28.8%，我們可以將三個的公共電壓提高?28.8%，使三個占空比再次達到?86.6%。

因此，為了將負?115%?部分向上，將正?115%?部分向下，我們將在所有三個正弦曲線的這些位置上設置一個具有峰值的三角波。

現(xiàn)在，使用這種調(diào)制方案，我們可以充分利用可用的電壓范圍，同時將所需的占空比保持在?100%?或以下。?

這就是空間矢量調(diào)制，通常被認為是執(zhí)行電機換向的最佳方法之一。然而，就像我們在第?7?集中討論的塊換向一樣，對于任何給定的換向方案，可以通過許多不同的方式執(zhí)行實際的?PWM?開關