离散随机SVPWM中概率密度函数的表征与选择

针对连续随机空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)技术在永磁同步电机驱动系统中对高度集中的PWM谐波能量分散效果不理想问题,提出一种基于Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术。首先,基于调制理论分析传统SVPWM技术的开关函数与电压PWM谐波之间的内在联系,并根据开关函数中调制参数的组合形式不同对随机SVPWM技术进行分类。然后,从预定义的离散序列中随机选择开关频率因子和脉冲位置因子以实现开关函数中开关频率和脉冲位置的离散随机化,同时基于Beta分布和均匀分布对离散随机序列进行优化,以改善离散随机SVPWM技术的PWM谐波抑制效果,使得频域中的谐波能量分散到更多频率分量处。通过实验平台测试,结果显示基于Beta分布的离散双随机调制技术相较于传统随机脉宽调制技术谐波峰值降低了53%,表明引入Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术具有更优的谐波散射效果,同时还具有与传统SVPWM技术相当的驱动效率。

抑制Vienna整流器电流谐波的变频混合式SVPWM策略

传统空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)下的Vienna整流器输入电流存在有纹波、纹波分布不均匀等问题,且在过零点附近易产生迟滞、突变的现象,这些因素导致电流总谐波畸变率高,影响电网电能质量。针对上述问题,在分析Vienna整流器产生电流畸变及纹波机理的基础上,提出了一种变频混合式SVPWM调制策略。该策略设计了一种带有电流过零纹波环宽的扇区划分区域的方法,简化了矢量合成算法,优化了五段式、七段式混合调制,以避免电流过零畸变;同时还设计了一种根据参考电流变化率调整调制频率的方法,并匹配七段式冗余矢量作用时间,以减小并均匀化电流纹波。仿真与实验结果表明,该调制策略简单易行,无需额外计算量,具有电流纹波小、纹波分布均匀、功率因数高、比同等有效调制频率的定频混合调制谐波畸变率低的优点。实验结果证明了变频混合式SVPWM调制策略的可行性和有效性。

基于MATLAB/Simulink的新型混合SVPWM的分析

从传统空间矢量脉宽调制电压型逆变器换向序列的定子磁链脉动出发,研究了不同换向序列的定子磁链均方根脉动大小,并根据脉动量最小的原则,提出了一种新型的混合空间矢量脉宽调制方法。该方法将每个磁链扇区分成五个不同的区域,每个区域采用不同的换向序列,从而极大地减小了磁链的脉动。仿真结果表明该方法是行之有效的,并为进一步研究直接转矩的性能改善奠定了基础。

基于SVPWM的高功率因数三相混合开关型整流电路研究

提出一种高功率因数三相混合开关型SVPWM整流器,采用六脉冲晶闸管整流桥串联一个直流斩波环节的拓扑结构,分析其换流模式,利用SVPWM方法对输出恒定的直流电流进行控制,针对电网侧加入LC滤波环节而造成的网侧电压和电流相位不同步的问题,采取双闭环直接电流控制策略使网侧达到高功率因数,利用q轴电流给定不为零的方法来校正整流器的功率因数。仿真和实验波形验证了该整流器的优良工作性能,能够有效提高电能质量、实现网侧电流正弦化。

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。

一种用于三角形连接绕组的改进型SVPWM算法的研究

星形连接绕组的传统SVPWM算法之前已有大量研究。在分析传统SVPWM算法的基础上提出了一种用于三角形连接绕组的改进型SVPWM算法,推导了改进型SVPWM算法并在Simulink环境下搭建了采用该新算法的绕组三角形连接方式的三相混合式步进电机细分驱动系统的仿真模型。并基于DSP芯片TMS320F28335对该算法进行了试验。改进型SVPWM模块和三相混合式步进电机相电流在不同细分数下的仿真和实验波形与理论分析相符。结果验证了该算法的正确性和对三相混合式步进电机细分驱动系统的适用性。

一种混合矢量SVPWM在PMSM控制器中的应用

为了减少死区补偿对PMSM(Permanent Magnet Synchronous Machine)控制器的影响,分析了PMSM控制器所用的SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)发生器的原理,引入了一种不用死区补偿的混合矢量SVPWM,给出了其数学模型和作用时间的计算方法。并且在FPGA中设计出了用混合矢量SVPWM模块的PMSM控制器。实验证明,混合矢量SVPWM模块可以避免死区补偿,得到和180度矢量相同的控制效果。在设计大容量的PMSM电机驱动器时,这种方式值得关注与推广。

三相四桥臂混合五电平逆变器及其3D-SVPWM算法

混合型多电平逆变器可以用较少的开关器件输出更多的电平,常被应用于中频逆变器领域,与传统逆变器相比,具有体积小、成本低和效率高等优点。一种新型的三相四桥臂混合式五电平逆变器拓扑及其abc坐标下的空间矢量脉宽调制(SVPWM)优化算法被提出,通过将直流端3个电容器的电压按1∶2∶1的比例调整,可实现输出线电压的9个电压等级,精简了电路结构,降低开关管应力。最后,所提结构和3D-SVPWM算法的仿真和实验结果验证了该方法的性能。

基于3D-SVPWM调制的混合型有源电力滤波器的研究

混合型有源电力滤波器(APF)将有源滤波技术和无源滤波技术混合使用,无源滤波器用以滤除谐波源中的一些特征谐波,而有源滤波器则用来提高和完善总体的效果。混合型APF采用基于三维空间矢量调制的电压前馈解耦控制策略,其动态响应快、抗干扰性能好、补偿性能优越。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台及实际工程应用验证了混合型APF的补偿效果明显,整体性能较好。

基于改进SVPWM的并联混合APF仿真研究

有效的谐波治理有助于保障供用电设备的安全经济运行。针对传统SVPWM控制策略在求取合成电压矢量角度时需要进行大量三角函数运算,提出了一种以三相电压数值大小进行扇区判断的改进方法。该方法有效简化了运算过程,提高了运算效率。对于传统的Ip-Iq谐波检测法提出将二阶巴特沃斯滤波器和均值滤波器相串联组成改进的滤波器,以便提高电流谐波检测精度和响应速度。在Matlab/Simulink中搭建并联混合APF模型,仿真验证了以上两种改进的方法具有较高的谐波检测精度和较好的补偿效果。

基于内模控制参数整定原理的两相混合型步进电机矢量控制技术

为减小细分控制中低速振荡引起的定位误差,在建立两相混合型步进电机数学模型的基础上,结合转子场定位原理,研究了步进电机的矢量控制技术,给出了基于内模控制原理的控制参数整定方法。针对基于4个非零矢量设计的SVPWM技术电源利用率低的问题,利用空间变换原理,给出了基于8个非零矢量的SVPWM实现技术,大电压矢量圆半径为Udc,有效提高了直流电压的利用率。最后,通过构建位置闭环的矢量控制系统仿真模型验证控制效果。

混合式三电平中点电位平衡控制策略

三电平拓扑结构相对于两电平在性能上有很多优势,但是也存在中点电位不平衡这一固有问题。基于简化的三电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM),提出一种混合式的三电平中点平衡控制策略。该控制策略在低调制度下,根据中点电压偏移情况,结合三相电流,明确重叠区域的扇区选择原则,克服非冗余小矢量造成的中点偏移;高调制度下,充分考虑中矢量对中点偏移的影响,对不同的小三角形设置不同的时间控制因子,实现对中点电位平衡的精细化控制。基于DSP构建三电平逆变器硬件平台,在1140V/500kW三相异步电机和三相电感上完成了相关实验。实验结果验证了该方法可以实现全频率段中点电位的平衡控制。

燃料电池焊接机器人异步电动机矢量控制

在燃料电池焊接机器人混合动力系统的背景下,分析了交流异步电动机的数学模型、坐标变换原理以及坐标变化后异步电机的数学模型。基于交流异步电动机的非线性特性,采用矢量变换以及电压空间矢量脉宽调制法(SVPWM)进行系统控制。利用MATLAB/Simulink软件进行了系统建模,并最终得到了比较满意的仿真结果。

抽油机混合PWM变频调速节能技术的研究

介绍三电平SVPWM技术和SHEPWM技术的原理,并结合SVPWM和SHEPWM的优点提出了混合PWM变频调速节能技术。在抽油机用三相异步电动机实验平台上进行了实验验证,结果表明:混合PWM变频调速节能技术可有效降低能耗,能在实现电动机平稳启动的同时提高转速的稳态精度。

电液混合伺服注射系统MATLAB建模分析

针对电液混合式注塑机提出了一套伺服控制机构和相应的控制策略,并对整个系统进行了MATLAB仿真和试验验证。该控制系统选用交流永磁同步电动机,采用id=0的矢量控制模式,对压力和流量采用模糊控制策略。结果表明:id=0矢量控制的永磁同步电动机伺服系统具有良好的伺服性能;模糊控制策略能够实现整个系统的保压压力稳定跟随设定压力曲线。

基于切换系统理论的终端能量路由器能量路由控制方法研究

终端能量路由器是能源互联网中一种重要的能量路由设备,构建其能量路由拓扑的最有效途径是采用基于电力电子变流技术的固态变压器。能量路由拓扑确定之后,能量路由控制技术直接决定着其运行特性。针对终端能量路由器能量路由的混成系统特性,使用基于混成系统理论的切换系统理论进行终端能量路由器能量路由控制。首先详细分析了终端能量路由器能量路由拓扑结构、工作原理。然后,深入分析了能量路由器能量路由的切换系统行为特征,建立了其切换系统模型。其次,结合空间矢量脉宽调制技术提出终端能量路由器多模态切换控制方法。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台搭建模型验证所提控制方法的有效性。理论分析和仿真表明,该方法充分考虑了终端能量路由器运行过程中离散变量与连续变量的相互作用,具有切换时间短、切换过程平稳的特点,从而优化了动态调节特性,提高了控制跟踪速度和控制精度。

基于霍尔信号的PMSM初始位置定位研究

针对现行永磁同步电机初始位置定位方法的缺陷,提出一种基于电压空间矢量原理生成高分辨率的脉冲电压,并结合复合式增量编码器的UVW信号,自动检测霍尔信号进行永磁同步电机初始位置定位的智能方法。通过自主开发的以数字信号处理器为核心的实验平台进行了功能验证,实现了永磁同步电机无机械冲击和最大转矩启动。

两相混合式步进电机的滑模伺服控制研究

为了提高步进电机控制系统的动静态性能与系统鲁棒性,将滑模变结构控制引入步进电机的伺服控制系统中,设计两相混合式步进电机八扇区SVPWM分配方式,并设计滑模控制器使系统控制性能得到明显改善。利用Matlab/Simulink将其与工业上常用的细分控制方式进行对比仿真验证,结果表明滑模变结构控制与工业上使用的细分控制方式相比,具有响应快、抗扰动强、转矩波动小等优点,由此说明了滑模控制在步进电机伺服控制系统中的优越性。

三相混合式步进电机的矢量控制的研究

设计采用矢量控制算法(SVPWM)来实现对三相混合式步进电机三相定子电流进行细分,达到减小步距角,减弱步进电机的低频振荡和噪声,降低电机的转矩脉动,并且提高了电压利用率。通过MATLAB仿真,验证了该控制算法的可行性。

基于IHPWM的三电平VIENNA整流器中点电位平衡策略

针对三电平VIENNA整流器固有的中点电位波动问题,详细分析了中点电位平衡控制的可控和不可控区域,提出了一种改进型混合调制IHPWM(improved hybrid pulse width modulation)策略,即在可控区域采用空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)策略,在不可控区域采用虚拟空间矢量脉宽调制VSVPWM(virtual SVPWM)策略。仿真实验表明,改进型混合调制方法能够有效地降低低频脉动,更好地平衡中点电位。