NXP MC56F84xxx リファレンスガイド

ブランド: NXP

モデル: MC56F84xxx

タイプ: リファレンスガイド

Freescale Semiconductor

Document Number: DRM152

设计参考手册 Rev. 0, 04/2014

基于MC56F84789 DSC单芯片同时控制一个单相

PFC和两个无位置传感器的三相永磁同步电机的

空调系统

1 概述

1.1 参考方案简介

本文档描述了基于单颗控制器芯片设计的两

个三相永磁同步电机无位置传感器矢量控制

驱动器和一个单相交错并联式功率因数校正

（PFC）变换器。本参考设计主要面向消费和

工业市场应用。得益于飞思卡尔电机控制专用

的数字信号控制器MC56F84789独一无二的

片内资源和特性，本方案设计的先进空调系统

具有节约成本、高能效、低噪声和可变功率等

优点。

目录

1 概述 1

2 控制原理 10

3 系统概念 27

4 硬件设计 32

5 软件设计 39

6 参考文献 63

© Freescale Semiconductor, Inc., 2014. All rights reserved.

_______________________________________________________________________

概述

1.2 方案的构成和特点

本方案设计的目的是用来驱动两个无位置传感器的三相永磁同步电机和一个单相的PFC变换器。

以下是本方案系统的主要应用特点：

• 无位置传感器三相永磁同步压缩机的矢量控制

• 无位置传感器三相永磁同步风机的矢量控制

• 单相两通道交错并联式PFC变换器控制

• 三电阻电机相电流检测技术

• 双电阻交错并联式PFC变换器电流检测技术

• 直流母线电压检测

• 市电输入整流电压检测

• 三个独立温度点的温度检测

• 采用飞思卡尔MC56F84789数字信号控制器

• 单块功率驱动板搭配一块MC56F84789子卡的硬件架构

• 支持的输入交流电源：85 – 265V/40 – 70Hz

• RS232或RS485通讯接口

图 1 方案系统实物图

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2 Freescale Semiconductor

概述

本参考方案将提供以下内容供用户参考和评估：

• 软件 – 基于飞思卡尔嵌入式电机控制软件库（FSLESL）的C代码例程

• 硬件 – 功率驱动板和MC56F84789子卡的原理图、BOM和PCB文件

• 文档 – 本文档以及所有参考文档

1.3 正弦永磁同步电机应用概述

在电机应用领域，正弦永磁同步电机正在替代传统的有刷直流电机、通用电机和其它类型电机成

为最广泛应用的电机类型。其主要原因是永磁同步电机具有高可靠性（没有电刷）、高能效、低

噪声和其它电子控制优点。当然，永磁同步电机驱动的劣势是需要更为复杂的电子电路。但在今

天，绝大部分的电机应用都需要电子电路来进行电机速度或转矩控制，以及其它功能控制。一旦

电机控制应用中使用了电子电路，那么就可以附加很少的系统硬件成本，使用数字控制的逆变器

实现更先进的诸如正弦永磁同步电机驱动系统。飞思卡尔MC56F84789数字信号控制器是一款高

性价比、具有强劲运算性能的电机控制专用控制器，非常适合正弦永磁同步电机控制应用。

相比于交流感应电机，永磁同步电机具有很多优点。由于转子带有永磁材料，转子磁场直接由转

子永磁体产生，这样永磁同步电机可以获得比交流感应电机更高的效率。基于这一优势，永磁同

步电机被广泛地应用于需要高可靠性和高能效的产品中，如白色家电（冰箱、洗衣机和洗碗机等）、

泵、压缩机、风机和其它电器。

三相永磁同步电机通常有两种最常见的类型：正弦永磁同步电机和方波无刷直流电机（BLDC）。

正弦永磁同步电机与方波无刷直流电机非常相似，但有以下两个主要差别：

• 电机结构

o 定子感应的反电动势：正弦永磁同步电机为正弦波，方波无刷直流电机为梯形波。

• 控制方式

o 正弦永磁同步电机采用三相正弦波控制，而方波无刷直流电机采用方波六步换向控制。

由于恒定的转矩控制，通常正弦永磁同步电机比方波无刷直流电机具有更好的性能，然而方波无

刷直流电机更易于控制。方波无刷直流电机的广泛使用有其历史原因，主要因为在当时先进的控

制技术和高性能的控制器还未成熟，而方波无刷直流电机因其总有一相处于非导通状态，使得使

用简单的算法便可实现无位置传感器的方波六步换向控制。正弦永磁同步电机虽然需要复杂的控

制技术，但却能提供更平滑的转矩、更低的噪声等好处。正如本文档所描述的，飞思卡尔

MC56F84789数字信号控制器能提供两个无位置传感器三相永磁同步电机矢量控制必需的所有功

能模块。

使用飞思卡尔的MC56F84789数字信号控制器，在几乎不增加系统硬件成本的情况下，可直接用

三相永磁同步电机控制系统替代方波无刷直流电机控制系统。正弦永磁同步电机常见的控制算法

有以下两种：

• 标量控制：V/Hz恒量控制是非常流行的标量控制技术

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Freescale Semiconductor 3

概述

• 矢量控制或磁场定向控制：相比于标量控制，矢量控制带来整体驱动性能的提升，如高能

效、全转矩控制、磁通和转矩解耦控制、和优异的动态性能等。

本文档所描述的永磁同步电机控制技术是更为高级的矢量控制。

对于永磁同步电机矢量控制系统，必需获得准确的电机转子位置信息。而本方案采用一种特殊的

无位置传感器算法来观测电机转子的位置和速度信息，无需物理位置传感器，进而提高系统的可

靠性并降低系统成本。本文档内容包含基本电机理论、系统设计概念、硬件设计、软件设计、以

及FreeMASTER可视化软件工具。

1.4 飞思卡尔数字信号控制器的优势和特点

飞思卡尔MC56F84789数字信号控制器不仅带有兼具DSP和MCU优点的内核，同时还集成了诸多

如脉宽调制器（PWM）、模数转换器（ADC）、定时器、DMA、内部模块互联单元（XBAR），

通信外设（SCI，SPI，IIC），和片内Flash和RAM存储器等专用外设模块，非常适用于数字电机

控制应用。

MC56F84789集成以下功能模块：

• 100 MHz内核

o 单周期32位乘以32位结果为32位或64位乘 – 累加指令，支持一个可选的32位并行数据搬

移指令

o 单周期16位乘以16位结果为16位或32位乘 – 累加指令，支持两个可选的16位并行数据搬

移指令

o 四个包含扩展位的36位累加器

• 片内288 KB Flash

• 片内32 KB RAM

• COP看门狗

• 中断控制器

• 系统集成模块

• 8通道高精度脉宽调制器

• 8通道标准脉宽调制器

• 定时器

• 两个16通道高速12位ADC

• 一个16通道16位SAR ADC

• 一个12位DAC

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4 Freescale Semiconductor

概述

• 四个带6位参考DAC的模拟比较器

• 串行通信接口：IIC、SCI、SPI和CAN

• 四通道DMA

• 两个内部模块互联单元（XBAR）

• 与/或/非模块

• 低功耗控制模块

• 循环冗余校验码产生器

图 2 MC56F84789简化块图

永磁同步电机矢量控制和PFC控制对PWM和ADC模块有特殊的需求。MC56F84789的eFlexPWM

模块提供了非常灵活的配置功能，可以实现高效的三相永磁同步电机和PFC的控制。更为甚者，

该eFlexPWM模块还能在中心对齐模式下产生非对称的PWM输出。

eFlexPWM模块有以下主要特点：

• 16位分辨率，支持中心对齐、边沿对齐和非对称PWM输出

• 高精度小数延时功能，同时支持高精度PWM频率和占空比

• 改善分辨率的抖频功能

• 支持互补或独立PWM输出

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Freescale Semiconductor 5

概述

• 支持符号数PWM生成

• PWM两个边沿的独立控制

• 支持与外部硬件或其它PWM模块同步功能

• 双缓冲PWM寄存器

• 每个PWM周期多个硬件触发输出

• 支持双开关PWM输出

• 每个故障输入能控制多个PWM模块输出

• 可编程的故障引脚输入滤波器

• 独立可编程的PWM输出极性

• 独立的上下管死区时间插入

• 每个互补PWM信号对有自己独立的PWM频率和死区时间

• 每个PWM输入支持独立的软件控制

• 通过FORCE_OUT事件，能同时更改所有PWM输出状态

• PWM_X能配置成为每个PWM模块第三个PWM输出信号

• 未作为PWM输出使用的通道能配置为带缓冲的比较输出功能

• 未作为PWM输出使用的通道能配置为输入捕获功能

• 增强的双边沿捕获功能

• 每个PWM互补对的源信号可以来自以下信号：

o 外部数字引脚

o 内部定时器通道

o 内部模块互联单元（XBAR）输出

o 经过高低限幅寄存器处理的外部ADC输入

12位ADC模块有以下主要特点：

• 12位分辨率

• 支持最高20 MHz输入时钟

• 高达6.67 MSPS采样率

• 单次转换时间：8.5个ADC时钟周期

• 顺序转换时间：6个ADC时钟周期

• 并行同时转换模式下，完成8个通道转换仅需26.5个ADC时钟周期

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6 Freescale Semiconductor

概述

• 通过内部模块互联单元，能实现与如eFlexPWM等模块的同步操作

• 顺序扫描模式可存储多达16个测量结果

• 并行扫描模式每个ADC模块可存储多达8个测量结果

• 支持扫描暂停并在新的触发输入来临时继续原来扫描序列

• 可配置输入信号增益：x1、x2和x4

• 如果转换结果超过限幅或有过零发生，可配置在转换完成后产生中断事件

• 当扫描结束或转换结果已经就绪，可触发DMA功能搬移转换结果数据

• 通过减去预编程的偏移值，可实现采样纠正功能

• 支持有符号或无符号结果输出

• 支持单端或差分输入

• 三个模拟输入支持滞环PWM输出

16位ADC模块有以下主要特点：

• 达到16位分辨率，基于线性逐次逼近算法

• 多达24个外部单端输入通道

• 输出模式：

o 单端16位、12位、10位或8位

• 单端无符号右对齐格式输出

• 单次转换完成后自动返回空闲态

• 可配置的采样时间和转换速度/功耗

• 支持转换完成/硬件平均完成生成标志和中断

• 支持四个可选的时钟源输入

• 为降低噪声，可运行在低功耗模式

• 适合低噪声运行的异步时钟源，可配置为时钟输出

• 可配置的硬件通道选择和硬件转换触发信号

• 支持小于、大于、等于、在范围内或超出范围的自动比较和中断功能

• 片内温度传感器输入

• 硬件平均功能

• 可选择的参考电源：外部或内部

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概述

• 自校正模式

本方案使用ADC与PWM同步功能。此配置可以在所需的时间内完成对所需的逆变器电流和直流

母线电压等模拟信号的同时转换。

1.5 参考文档

1. DSP56800E and DSP56800EX Reference Manual (DSP56800ERM，Rev.3)，可从 freescale.com

官网下载

2. MC56F847xx Reference Manual (MC56F847XXRM，Rev.1)，可从 freescale.com 官网下载

3. AN4583: MC56F84789 Peripherals Synchronization for Interleaved PFC Control，可从

freescale.com 官网下载

4. AN4608: Use of PWM and ADC on MC56F84789 to Drive Dual PMS Motor FOC，可从

freescale.com 官网下载

5. FreeMASTER Software Users Manual，freescale.com/FreeMaster，飞思卡尔半导体提供

6. Freescale’s Embedded Software Libraries，freescale.com/fslesl，飞思卡尔半导体提供

7. 飞思卡尔电机控制，freescale.com/motorcontrol，飞思卡尔半导体提供

有关最新文档版本，请访问freescale.com。

1.6 缩略语和缩写

表 1 缩略语

术语

含义

AC

交流电

ADC

模数转换器

API

应用程序接口

FSLESL

飞思卡尔嵌入式软件函数库

BEMF

反电动势

BLDC

无刷直流电机

CCW

逆时钟方向

COP

看门狗

CW

顺时钟方向

DAC

数模转换器

DC

直流电

DMA

直接存储器访问模块

DRM

设计参考手册

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8 Freescale Semiconductor

概述

术语

含义

DT

死区时间

GPIO

通用目的输入/输出

HSCMP

高速比较器模块

I/O

计算机系统与外部世界之间的输入/输出接口

ISR

中断服务例程

IIC

集成电路总线

LED

发光二极管

PFC

功率因数校正

DSC

数字信号控制器

PDB

可编程延时模块

PLL

锁相环

PWM

脉冲宽度调制器

RPM

每分钟转数

XBAR

内部模块互联单元

SCI

串行通信接口模块

SPI

串行外设接口模块

1.7 符号列表

表 2 符号索引列表

符号

定义

d

，

q

正交旋转坐标系

g

ω

自适应速度控制增益

u



，

u



d

，

q

估计坐标系的电压空间矢量分量

i



、

i



、

i



a

、

b

、

c

相定子电流

i

,

，

i

(,)

d

，

q

坐标系定子电流

i



′

i



电流的一阶导数

i



(

,

)



，

i

γ

,

δ

d

，

q

估计坐标系定子电流

i



α

,

β

，

i

(

α

,

β

)



，



坐标系定子电流













通用坐标系的定子电流空间矢量

i



，

i



通用坐标系的定子电流空间矢量分量

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Freescale Semiconductor 9

概述

符号

定义













通用坐标系的转子电流空间矢量

i



，

i



通用坐标系的转子电流空间矢量分量

J

机械惯量

K



电机常数

k



反电动势常数

L



定子相电感

L



，

L



d

轴定子电感

L



，

L



q

轴定子电感

p

电机极对数

R



定子相电阻

s

导数算子

T



负载转矩

u



α

,

β

，

u

(

α

,

β

)



，



坐标系定子电压

u

,

，

u

(,)

d

，

q

坐标系定子电压

a

，

b

定子正交坐标系

Ψ



，





，



坐标系定子磁链

Ψ



，



d

，

q

坐标系定子磁链

Ψ



转子磁链

θ





，



坐标系转子位置角

ω，ω



，ω



/

ω



转子电角速度/磁场角速度

2 控制原理

2.1 三相永磁同步电机

永磁同步电机是一种类似于感应电机带有三相定子绕组的旋转电机，其转子为永磁体（见图 3）。

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10 Freescale Semiconductor

控制原理

图 3 永磁同步电机 – 剖面图

从某种角度来说，永磁同步电机可以等效于感应电机，其合成气隙磁场中的转子磁场由永磁体产

生，且转子磁场是恒定的。在设计高性能的运动控制系统中永磁同步电机有很多优势。使用永磁

体产生气隙磁通可设计出非常高效的永磁电机。

2.2 永磁同步电机的数学模型

永磁同步电机有很多数学模型。用于矢量控制的模型可以从空间矢量理论的角度去分析。三相电

机物理量（诸如电压、电流、磁通等）可以用综合空间矢量来表示。这个模型适用于任何电压电

流瞬变状态，可以同时表征电机在稳态和瞬态的运行性能。综合空间矢量可仅使用两个正交坐标

轴来表示。因此我们可以将电机看成两相电机。使用该两相电机模型可以减少电机方程数量，从

而简化控制设计分析。

2.2.1 空间矢量的定义

我们假设 i

sa

、i

sb

、i

sc

是对称的瞬态三相定子电流：





+ 



+ 



= 0

等式 1

这时我们可以定义如下的定子电流空间矢量：

i









= 

(





+ 



+ 







)

等式 2

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Freescale Semiconductor 11

控制原理

这里的a和a

2

是空间算子a = e

/

, a



= e

/

, k是基于磁势不变的变换常数，k=2/3。图 4所示为

定子电流空间矢量投影。

等式 2定义的空间矢量可以使用两相坐标理论表示。空间矢量的实部等价表示瞬态直轴定子电流

分量i

s

α

，而虚部等价表示瞬态交轴定子电流分量i

s

β

，因此在建立在定子上的静止参考坐标系里的

定子电流空间矢量可以表示为：

i









= 



+ 



等式 3

图 4 定子电流空间矢量与投影

在三相对称电机里，交直轴定子电流分量是虚拟的两相电流分量，可以用如下三相定子电流表示：





= 





1

2







1

2







等式 4





= 



3

2

(









)

等式 5

β

i

s

β

phase

- b

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12 Freescale Semiconductor

控制原理

这里的k=2/3 是变换常数，所以最终的方程为：





=





(













)

等式 6





=







(









)

等式 7

其它的电机物理量的空间矢量（电压和磁链等）都可以用如上定子电流空间矢量的方法表示。

2.2.2 永磁同步电机数学模型

在对永磁电机数学模型分析之前，我们假设电机气隙均匀，绕组产生的磁场按正弦规律分布。那

么定子电压瞬态方程可以表示为：





= 







+









等式 8





= 







+









等式 9





= 







+









等式 10

这里的u

SA

，u

SB

，u

SC

是定子电压的瞬态值，i

SA

，i

SB

， i

SC

是定子电流的瞬态值，ψ

SA

， ψ

SB

，ψ

SC

定子磁链的瞬态值，以上分别对应A，B，C三相。

由于在等式 8，等式 9，和等式 10中含有大量的瞬态变量比较复杂，所以使用两相坐标系理论

（Clarke变换）重构电机瞬态方程会更简单实用。那么永磁同步电机在两相静止坐标系下可表示

为：

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Freescale Semiconductor 13

控制原理





= 







+









等式 11





= 







+









等式 12





= 







+ 



cos

r

θ

等式 13





= 







+ 



sin

r

θ

等式 14





=







3

2























等式 15

相关符号术含义请参见表 2。

除了基于定子静止坐标系，电机电压矢量方程还可以基于一种更通用的旋转坐标系来表示，其旋

转速度为ω

g

。如果基于旋转坐标系，直轴交轴分量x,y以瞬时速度ω

g

=dθ

g

/dt旋转，如图 5所示，这

里的角度θ

g

就是定子静止坐标系α轴与通用坐标系x轴的夹角，等式 16定义了通用坐标系下定子电

流空间矢量方程：

i













=

i















= 



+ 



等式 16

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14 Freescale Semiconductor

控制原理

图 5 通用坐标的应用

同样，定子电压和磁链空间矢量也可以用通用坐标系表示。

同样的，转子电压，电流，磁链空间矢量也可以用类似的分析方法。定位于转子的坐标系实轴与

定子坐标系直轴夹角为θ

r

。我们可以看到，转子坐标系的实轴与通用坐标系的实轴x的夹角为θ

g

-θ

r

，

所以在通用坐标系中，转子电流空间矢量可以表示为：

i













=

i

























= 



+ 



等式 17

这里的

i









是在转子参考坐标系里的转子电流空间矢量。

同样，转子电压和磁链空间矢量也可以用通用坐标系表示。

通用坐标系电机电压方程可以利用介绍过的坐标变换从静止坐标系旋转变换到通用坐标系来推导。

矢量控制经常使用永磁同步电机模型。矢量控制的目的就是使用类似直流电机的控制方案实现高

性能的交流电机动态控制。为实现这个目标，可以把参考坐标系定位于定子磁链空间矢量，转子

磁链空间矢量，或者气隙磁链空间矢量。最常见的就是定向在转子磁链空间矢量，其直轴为d交轴

为q。

经过dq坐标变换，电机模型可以表示如下：





= 







+

















等式 18

β

x

y

g

基于MC56F84789 DSC单芯片同时控制一个单相PFC和两个无位置传感器的三相永磁同步电机的空调系统, 设计参考手册，

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Freescale Semiconductor 15

控制原理





= 







+









+ 







等式 19





= 







+ 



等式 20





= 







等式 21





=







3

2























等式 22

考虑到下面内容都是基于 i

sd

=0，等式 22可以简化为如下形式：





=







3

2















等式 23

从

等式 23可以看到转矩是完全解耦的，只受控于电流i

sq

。

2.3 永磁同步电机的矢量控制

2.3.1 矢量控制基本原理

高性能的电机控制表现为整个速度范围运行平稳，零速下全转矩控制，和快速的加减速特性。三

相交流电机一般使用矢量控制来实现上述目标。矢量控制技术又称磁场定向控制（FOC）。FOC

最基本的思想就是将定子电流解耦成一个控制磁场的电流分量和一个控制转矩的电流分量。经过

解耦后，两个电流分量独立受控，互不干扰。这时电机的控制器结构就和他励直流电机控制器一

样简单。

图 6展示了永磁同步电机基本的矢量控制算法结构。为实现矢量控制，需要执行下列步骤：

1. 检测电机物理量（相电压和相电流）

2. 使用Clarke变换将三相定子电流变换到两相坐标系（α，β）

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16 Freescale Semiconductor

控制原理

3. 计算转子磁链空间矢量的幅值和相角

4. 使用Park变换将轴定子电流旋转变换到dq坐标系

5. 分别独立控制转矩电流（i

sq

）分量和磁场电流（i

sd

）分量

6. 使用解耦模块计算输出定子电压空间矢量

7. 定子电压空间矢量经过反Park变换从dq坐标系变换到两相坐标系

8. 使用空间矢量调制，产生三相电压输出

图 6 矢量控制的变换关系图

为了将定子电流分解为转矩分量和磁链分量，必需知道电机励磁磁通的位置，这需要精确检测转

子的位置和速度信息。在矢量控制系统中，通常使用安装在转子上的增量式编码器或解析器来作

为转子位置传感器。然而在一些应用中，不能使用位置传感器，那么需要采用一些间接的技术来

估计转子的位置，这种不直接使用位置传感器的算法叫做无位置传感器控制。

2.3.2 矢量控制算法

图 7所示的就是实现矢量控制算法系统框图。其它矢量定向控制方案和其类似，可以实现电机磁

场和转矩的独立控制。控制的目标是调节电机的转速。速度命令值由上层控制设定。具体算法由

两个控制环路实现。快速内环100微秒执行一次。慢速外环1毫秒执行一次。

为实现精确的永磁同步电机速度控制，需要采集反馈信号。必需的反馈信号是：三相定子电流和

电压。对于定子电压，使用电流环的输出电压。为实现准确运行，现有的控制架构需要一个位置

和速度传感器或者先进的位置速度观测器算法。

快速控制环执行两个独立的电流环控制。他们就是直轴和交轴电流（i

sd

, i

sq

） PI控制器。直轴电流

用于控制转子励磁磁通。交轴电流则控制电机转矩。电流PI控制器输出需要再加上相应的解耦电

压部分，这就得到了施加于电机上理想的定子电压空间矢量。快速控制环执行以下必要的任务来

完成对定子电流分量的独立控制：

• 三相电流重构

• Clarke变换

• Park变换和反Park变换

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Freescale Semiconductor 17

控制原理

• 定子电压解耦

• 直流母线电压纹波补偿

• 空间矢量调制 (SVM)

图 7 PMSM矢量控制算法架构

慢速控制环执行速度控制器和低优先级的控制任务。速度 PI控制器输出作为产生转矩的交轴电流

（i

sq

）的参考值

2.3.3 空间矢量调制

空间矢量调制（SVM）可以直接将两相α，β坐标系电压转化为脉宽调制（PWM）信号（占空比）。

标准的输出电压产生方法是使用反Clarke变换得到三相电压值。得到三相电压值就可以计算相应

的用于功率开关的占空比。尽管上述做法效果很好，但是空间矢量调制更简单直接（直接从 α，β

坐标系变换得到占空比）。

标准空间矢量调制技术的基本原理可以用如图 8所示的功率回路原理图来解释。图 8中所示的三

相功率回路可以产生8种开关状态（矢量）。这些矢量由相应的功率开关组合形成。图 9所示是由

所有的开关状态组合而形成的六边形。8个矢量由定义在 α，β 坐标系6个非零矢量U

0

，U

60

，U

120

，

U

180

，U

240

，U

300

和2个零矢量 O

000

，O

111

组成。

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18 Freescale Semiconductor

控制原理

图 8 功率回路原理图

每个电压矢量所对应的功率回路开关的开通关断状态将以图 8括号里的数字所示进行编码。一个

数字对应一相开关状态。对每一相来说，1代表上管开通，下管关断。0代表上管关断，下管开通。

表 3列出了这些状态组合，相应的瞬态线电压输出，相电压输出和电压矢量。

表 3 开关模态和对应的定子电压

a

b

c

U

a

U

b

U

c

U

AB

U

BC

U

CA

Vector

0

0

0

0

0

0

0

0

0

O

000

1

0

0

2U

DC-Bus

/3

-U

DC-Bus

/3

-U

DC-Bus

/3

U

DC-Bus

0

-U

DC-Bus

U

0

1

1

0

U

DC-Bus

/3

U

DC-Bus

/3

-2U

DC-Bus

/3

0

U

DC-Bus

-U

DC-Bus

U

60

B

C

A

ib

ic

ia

R

R R

L

L

L

u

u

u u

u

u

u

u

u

u

/2

DC-Bus

=

+

-

u

/2

DC-Bus

=

+

-

u

AB

I

A

I

d0

S

At

S

Bt

S

Ct

S

Ab

S

Bb

S

Cb

I

B

I

C

u

BC

u

CA

u

b

u

c

u

a

O

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Freescale Semiconductor 19

控制原理

a

b

c

U

a

U

b

U

c

U

AB

U

BC

U

CA

Vector

0

1

0

-U

DC-Bus

/3

2U

DC-Bus

/3

-U

DC-Bus

/3

-U

DC-Bus

U

DC-Bus

0

U

120

0

1

1

-2U

DC-Bus

/3

U

DC-Bus

/3

U

DC-Bus

/3

-U

DC-Bus

0

U

DC-Bus

U

240

0

0

1

-U

DC-Bus

/3

-U

DC-Bus

/3

2U

DC-Bus

/3

0

-U

DC-Bus

U

DC-Bus

U

300

1

0

1

U

DC-Bus

/3

-2U

DC-Bus

/3

U

DC-Bus

/3

U

DC-Bus

-U

DC-Bus

0

U

360

1

1

1

0

0

0

0

0

0

O

111

图 9 基本的空间矢量和电压矢量投影关系

SVM其实就是作为矢量控制（电压空间矢量）和PWM之间的一座桥梁。

SVM技术由以下几步组成：

1. 扇区判断

2. 空间矢量分解为扇区对应的两个相邻电压矢量 U

x

, U

x±60

3. PWM 占空比计算

SVM的原理就是利用固有非零电压矢量 U

XXX

和零电压矢量O

XXX

在一个PWM周期T

PWM

内合成

的平均矢量来等效期望的电压矢量。

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モデル: MC56F84xxx

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