基于改进PWM的低开关频率SPMSM电流纹波抑制

传统SVPWM由于其电压利用率高等优点被广泛应用在电机控制中,然而随着开关频率的降低,输出电流纹波会加剧,其将面临系统损耗增加、输出转矩脉动等问题,对系统稳定性和动态性能带来不利影响。针对这一问题,本文提出了一种基于改进混合PWM的电流纹波抑制策略。通过构建静止坐标系下的电流纹波矢量模型,分析了低开关频率下的纹波加剧的原因。通过分析电压矢量作用时间和顺序与电流纹波之间的关系,选取了两种能够抑制电流纹波的开关序列。通过在线计算不同序列的电流纹波并根据结果切换输出,实现了对低开关频率下电流纹波的有效抑制。搭建了实物实验平台,实践验证了该抑制策略的有效性和可行性。

基于混合频率载波调制的多电平PWM控制策略研究

混合多电平功率变换电路因在输出电压电平数相同的情况下采用的级联单元较少而受到关注。但由于其控制算法并未作相应扩展,影响了该电路的实用化。该文在分析混合七电平逆变电路工作原理的基础上,提出了一种适合混合功率单元的混合频率载波PWM调制法。与现有控制算法相比,该方法可使混合功率变换电路的各基本单元都参与PWM调制,避免了低压单元的电流倒灌问题。基于该控制策略给出了各基本单元驱动信号的生成方法,并在研制的混合七电平变频实验装置上实现了该控制算法。

PWM控制下多电平混合逆变电路的脉宽调制及拓扑分析

PWM和多电平变换是在高压大功率电力电子变换中应用较多的两种技术 ,本文在试验一种新型混合逆变电路的基础上 ,通过分析PWM控制下的多电平混合逆变电路调制方法 ,提出了一种混合单元间电压比取值的方法 。

感应加热电源的PWM-PFM控制方法

叙述了一种电压源供电的串联感应加热负载的PWM PFM混合控制方法 ,并给出了实现的方法和实验电路。这种方法具有功率调节范围宽、频率变化小的优点 。

一种基于Burst-PWM混合控制的LLC谐振变换器宽电压范围输出策略

LLC谐振变换器一般采用脉冲频率调节(PFM)方式控制输出电压,因此在最大开关频率受限的情况下输出电压范围同样会受到限制。该文提出一种基于突发控制-变占空比控制(Burst-PWM)的混合控制模式以实现LLC变换器的宽电压范围输出。首先分析Burst控制与PWM控制应用在LLC变换器中的特性及其不足之处。采用Burst-PWM混合控制时,PWM控制能够减小Burst开通(Burst-on)时段内谐振腔电流峰值,而Burst控制能够在Burst-on时段内为PWM控制下的开关管提供足够的零电压开通(ZVS)电流。这种方式能够保证变换器在宽电压范围内的特性和稳定性。然后采用状态空间轨迹法给出了谐振腔参数优化设计方法以及确定PWM控制下的最小占空比。最终实验证明了分析的正确性以及所述方法的有效性。

混合电动车用PWM整流器控制方法的研究

分析了PWM整流电路各种控制方法的优缺点,提出了将空间电压矢量控制和定频滞环优化矢量电流控制相结合的复合控制策略,既保证了系统有好的静态特性,又保证了系统的快速跟随性。对空间电压矢量方法进行了改进,在不改变系统输出特性的前提下,使开关频率降低了 50%。仿真结果证明复合控制方法使系统具有控制精度高,调节时间短,超调量小等优点,能够满足混合电动汽车能量回馈系统的要求。

混合七电平逆变器的变频PWM控制器

采用一种直接PWM算法,研制了一台基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑阵列(FPGA)的混合七电平变频PWM控制器,并在380V/8kW的样机系统上进行了实验。介绍了该控制器的设计原理与实现;给出了实验结果及分析。实验结果表明,该控制器的设计方案实现简单、调试方便,具有良好的输出特性。

电网不平衡时电压型PWM整流器混合无源控制

针对国内外电网不平衡时电压型PWM整流器控制策略存在控制结构复杂和控制性能不佳的问题,提出了由直流电压环(PI)与无源电流控制器组成的电压型PWM整流器混合无源控制器。基于整流器的EL(Euler-Lagrange,EL)模型,利用阻尼注入方法设计了无源电流控制器。根据无源电流控制器确定出具有补偿电网不平衡功能的开关函数。该混合无源控制器只需电压、电流的实时值,通过混合无源控制器就可消除或抑制整流器输入电流中的所有谐波且使整流器具有恒定的直流电压;可使整流器具有良好的性能和简单的控制结构。仿真和实验结果表明,电网不平衡时电压型PWM整流器混合无源控制是可行的。

PWM/PFM双模调制的高效率DC/DC开关电源

利用根据负载电流的大小改变调制模式的方法实现了一种降压型高转换效率的DC/DC开关电源,并采用二次集成的方式在芯片内部集成了功率p-M O SFET。当控制电压占空比小于20%时,采用PFM(Pu lse-F requency M odu lation)模式调制;占空比大于20%时,采用PWM(Pu lse-W idth M odu lation)模式调制,平均转换效率约为93%,输出电流范围可以从0.01 A到3.0 A。当输出驱动电流为3.0 A时,整个调制控制电路的功耗仅为6.0 mW。输入电压为5 V时,负载调整率小于1.5%;负载电流为0.01 A时,线性调整率小于0.5%。

PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器研究

输入电压和负载宽范围变化时,变频控制LCC谐振变换器的开关频率变化范围宽,而移相控制LCC谐振变换器难以实现宽范围零电压关断（zero voltage switching,ZVS）。为了在较窄开关频率范围内实现LCC谐振变换器的宽范围软开关,该文提出一种脉宽-脉频调制（pulse width modulation-pulse frequency modulation,PWM-PFM）混合控制LCC变换器。通过同时调整LCC变换器原边开关管的导通角与开关频率,在宽输入电压和宽负载变化范围内,提出的PWM-PFM混合控制LCC变换器能在稳压输出的同时保持变换器ZVS软开关工作。此外,PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器的开关频率范围较窄,简化了变换器磁性元件的设计。以工作在电容电压连续模式（continuous capacitor voltage mode,CCVM）的LCC谐振变换器为例,利用基波近似法,分析PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器的工作原理和控制特性,对谐振元件和控制参数进行设计。最后,通过一台100-200V输入、48V/500W输出的实验样机验证了理论分析的正确性。

混合钳位式双PWM三电平变频调速系统

以电动机磁链定向调速系统为研究对象,提出了一种混合钳位式双PWM三电平变换器的电路拓扑,由于混合钳位式三电平变换器的开关状态由普通二极管钳位式的27个增加到64个,本文提出了通过检测的悬浮电容电压和直流侧电容电压差值来实现冗余矢量的优化方法,确保了直流电容电压的平衡,实现了系统的四象限运行。并设计了基于DSP和CPLD的控制电路和主电路,通过实验验证了所提算法的有效性和实用性。

三相四线电压型PWM整流器混合无源控制

建立了三相四线电压型PWM整流器在两相同步旋转dq0坐标系下的EL(Euler-Lagrange,EL)数学模型。根据控制目标,基于PWM整流器的EL模型,结合PI控制器设计了混合无源控制器。为实现误差能量函数快速收敛到期望平衡点,采用了阻尼注入方法设计了无源控制器;进而确定出dq0坐标系下所需的开关函数。由于无源控制器是在保证PWM整流器稳定的前提下,由阻尼注入和PI控制器参数的大小调节PWM整流器的动态和静态性能,具有易于调试和工程实现的特点。电网平衡和不平衡情况下仿真表明了三相四线电压型PWM整流器混合无源控制器应用的可行性。

用于电动汽车充电的单相PWM整流器调制方式研究

针对用于电动汽车充电的单相电压型PWM整流器,对其单极性调制方式和双极性调制方式进行了对比研究,结合两种调制方式的优点,提出了单极性调制与双极性调制相结合的混合调制方式,解决了单相电压型PWM整流器在单极性调制时过零点附近电流畸变较大和双极性调制时电路开关损耗较大的问题。搭建了实验平台,实验结果证明了混合调制方式的可行性和正确性。

LLC谐振变换器PFM+PWM混合控制方法研究

LLC谐振变换器在特定的谐振腔参数设计及电路寄生参数的影响下,通常会出现高频段频率对增益的调节作用大大减弱甚至失去调节作用的现象,造成其在宽范围输出电压应用场合的设计困难,在数字化控制电源中,PFM结合移相控制或PWM控制是有效的解决途径。分析了特定条件下LLC谐振变换器采用单一的PFM或PWM控制时存在的问题,提出了有效的PFM+PWM混合控制设计方法,并以2 000 W宽范围输出电压LLC谐振变换器设计实践为例进行了实验验证。

混合七电平逆变器的变频调速PWM控制策略

该文提出了基于参考电压分解的多电平直接PWM算法,分析并给出了该直接PWM算法在混合七电平逆变器中的应用方法,给出了主逆变器及辅助逆变器开关频率与控制频率的关系;通过仿真对混合七电平逆变器的直流电压平衡问题进行了研究,得到了不会出现直流电压不平衡的PWM开关模式;分析并提出了一种适用于混合七电平逆变器的改进的死区效应补偿方法,研制了一台基于混合七电平逆变器的交流380V变频调速实验样机。实验结果验证了混合七电平直接PWM算法及改进的死区补偿方法的有效性和正确性。

PWM整流器的模糊PI内模控制策略

PWM整流器模型中的非线性特性给控制器的设计带来一定的困难,且随着对整流器性能的要求日益提高,传统控制在性能上已难以令人满意。对此提出一种新的双闭环控制策略,电压外环采用模糊PI控制,电流内环采用内模控制。模糊PI控制使系统具有更快的动态响应和更小的超调,电流环内模控制解决控制器过分依赖精确数学模型的问题,提高电流环的抗扰性能,并简化了控制器设计。理论分析和仿真对比验证了所提控制策略的正确性和可行性。

级联型电力电子变压器固定轮换混合PWM调制算法

电力电子变压器已在智能电网、混合微网等领域得到广泛关注,提高工作效率对其广泛应用具有重要意义。针对电力电子变压器输入级H桥的损耗情况,提出一种固定轮换混合PWM调制算法。该调制算法可使PET各输入级单元在每个轮换周期内的工作模式进行规律性变化且每个时刻仅有一个单元处于高频开关状态,在保证各单元功率均衡输出的条件下,使系统整体开关频率降低,器件开关损耗减少,从而提高电力电子变压器的效率。此外,该调制算法易于实现,无需复杂控制策略。最后搭建小功率实验平台,通过与载波移相调制下电力电子变压器的效率相比较,验证了所提调制算法的有效性。

基于PWM-CSC的混合直流输电系统电网故障穿越策略

研究了一种整流侧采用传统电网换相换流器(LCC)、逆变侧采用脉宽调制型电流源换流器(PWM-CSC)的混合直流输电系统。为了降低开关频率和提高系统故障响应性能,提出了电网正常运行时采用特定谐波消除法(SHE)调制和电网故障时切换为正弦脉宽调制(SPWM)的调制策略。分析了电网故障情况下逆变侧PWM-CSC在αβ两相静止坐标系下的数学模型,提出了一种基于比例谐振控制器的控制策略并对控制器参数进行了设计,实现了负序电网电流的抑制和单位功率因数运行。此外,给出了电网故障情况下系统传输的最大有功功率的计算方法。在PSCAD/EMTDC中搭建了400 kV/1250 MW的单极混合直流输电系统仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

三相混合钳位五电平PWM整流器的研究

二极管钳位型多电平PWM整流器由于其诸多优势得到广泛的研究与应用,但直流母线电容电压不均衡问题将其应用一直局限于三电平拓扑。针对这一问题,采用一种混合钳位五电平拓扑应用于PWM整流器,分析该整流器在特有的交替混合PWM调制方式下的电路工作模态,开关电容电路等效电容的计算及适用于该变换器的双环控制算法。实验结果表明,该五电平整流器实现了直流母线电容电压的均衡与稳定,有效抑制了交流侧输入电流的畸变,实现了功率因数校正。

Hybrid Control Strategy for BCD Topology Based Modular Multilevel Inverter

In this paper, a Binary Coded Decimal (BCD) topology of modular multilevel inverter with reduced component count is proposed. For the control of this inverter, hybrid control strategy is used. The proposed modular multilevel inverter uses asymmetrical dc sources and reduced number of switches topology. This hybrid modulation technique uses the multicarrier based Pulse Width Modulation (PWM) and the fundamental frequency modulation strategy. The hybrid modulation algorithm is implemented with “NUC140” micro-controller. In comparison with the conventional and some of the recently reported inverter topologies, the proposed inverter topology is able to generate high number of voltage levels in the output by using minimum number of components such as dc sources, power switches and driver circuits. This inverter offers significant performance with less number of components. The feasibility of the proposed topology is confirmed by simulation and experimental results.