SPWM数字化自然采样法的理论及应用研究

该文提出一种基于 CPLD(复杂可编程逻辑器件)、由全数字化方法实现自然采样法的 SPWM(正弦脉宽调制)新方案。该方案同时具有数字电路稳定可靠便于集成、微处理器可以重复编程、以及自然采样法响应快精度高等优点。对正弦调制信号 us(t)的数字化处理,会引起 SPWM 输出脉冲宽度的误差。当 us(t)斜率为正时输出负脉冲变宽;us(t)的斜率为负时输出正脉冲变宽;这相当于在输出基波上附加了一个齐次谐波分量。SPWM 数字化自然采样法存在脉冲竞争现象。研究表明最大误差脉冲宽度和竞争脉冲宽度均与模数转换的采样周期和调制深度成正比,与载波比成反比;竞争脉冲的个数由 us(t)的斜率决定。给出了消除竞争脉冲的方法。在一台 4kVA 单相 SPWM 电压型并联四重化逆变器上取得了满意的实验结果。

基于MSP WM的大功率宽频带低失真逆变器

针对单相大功率宽频带低失真逆变器这一特殊要求 ,介绍了SPWM多重化 (MSPWM)技术。调制频率在 3Hz～ 5kHz的宽频带内 ,可使输出总谐波失真小于 1% ,单元容量可达 4kVA。使用二次多重化方法 ,可使总容量增大时的同时减小谐波失真。给出了仿真和实验结果。

新型双重△调制电流跟踪控制方法的研究

提出了一种基于幅值△调制和时间△调制相结合的“双重△调制”电流跟踪控制新方法。将单边滞环电流比较器和开关周期定时器相结合,通过设定滞环比较器的下限值决定实际输出电流的下限,由定时器的定时周期决定实际输出电流的上限,该方法只需一个无滞环单阈值比较器,因而电路简单、动态响应快,特别是时间量化的载波定时保证了开关频率固定不变。给出了避免跟踪失步的一般性条件。仿真和实验结果均证明了该方法的有效性。

PWM变换器跟踪控制的双重△调制新方法(英文)

非线性跟踪控制是SPWM变换器的重要控制策略之一。提出了一种新型双重△调制跟踪控制方法,它由一个无滞环比较器和一个载波周期定时器组成。比较器产生PWM信号的上升沿,使得跟踪控制响应快,精度高;定时器决定PWM信号的下降沿,它保证了开关周期固定不变;文中提出了一个按周期对比较阈值进行预估调节的算法,该算法可使每个周期的平均跟踪误差均为零,同时可以抑制子谐振和跟踪失步。对三相四线电压跌落补偿系统电压跟踪的仿真研究证实了“双重△调制”策略和比较阈值的一步预估算法的有效性。最后对一个单相半桥逆变器的电流跟踪控制给出了实验结果。

孤岛检测的低频相位扰动新方法

针对传统的主动频率偏移孤岛检测方法的检测盲区问题,提出了一种新的光伏发电并网逆变器主动式孤岛检测方法,称为低频正弦相位扰动法。论述了该方法的孤岛检测原理,详细分析了该方法的参数与功率因数和电流谐波之间的关系,以及本地负载的品质因数对检测效果的影响。总结了使用该方法时的孤岛检测判断规则。仿真和实验结果验证了所述方法的有效性。

一种电网电压过零点精确锁相方法的研究

针对电网电压过零锁相时存在的零点漂移和相位延迟问题,提出了一种电网电压过零点精确锁相的方法。通过软件PQ滤波去除ADC采样结果中的零点漂移;通过人为设定一个过零点锁相提前量,可提前预见到电网电压的过零点;然后通过软件自适应补偿算法,实现电网电压过零点的精确检测。详细阐述了该方法的原理和计算过程,在无整流器自充电电压暂变补偿装置上的实验结果证实了所提方法的正确性。

电压型驱动按定子或气隙磁链定向的优势分析

为了避免转子参数对低速动态性能的影响,采用电压输出控制型变频器,分别按定子和气隙磁链定向时的矢量控制。推导出磁链定向时的解耦控制方程,在附加一定形式的去耦项之后均可实现完全解耦,并且转矩和磁链检测算法均与转子参数无关,可大幅改善闭环控制的鲁棒性和精度。仿真结果表明,由电压输出控制型逆变器驱动的定子或气隙磁链定向的交流异步电动机动态调速系统会具有新的更大的应用优势。

定子磁链电压模型的偏移计算和反馈补偿新方法

检测定子磁链的电压模型使用的积分器,带来了积分初值问题和直流偏移问题,可能导致计算得到的磁链有大范围偏移。该文提出了一种计算磁链估计值偏移量的新方法,并通过反馈调节,来抑制并消除这个偏移。具体原理是,从反电势和磁链的相位关系出发,采用?-?轴电压实时代替?-?轴磁链表达式中的sin(?t)和cos(?t),推导出了计算?-?轴磁链输出偏移量的公式;设计了偏移量反馈调节的PI调节器,使得闭环调节后的直流和低频偏移量趋于0;最终使得由电压模型计算磁链的结果无偏移。在Matlab/SIMULINK下进行了深入的仿真研究,结果表明,该方法无论在稳态还是动态过程中,都能得到满意的磁链检测结果。通过实验验证了所提方法的正确性。

一种电压暂变发生器研究

为了补偿电网电压的暂降,需要一种电压暂降发生器来模拟电网产生电压暂降。在现有的各类暂降发生器中,以基于电子开关型电压暂降发生器最易使用。文章介绍一种由新型交流开关和自耦变压器构成的电压暂变发生器。给出了该全控型交流开关的电路拓扑,分析了交流开关的工作原理。该发生器可以模拟多种电能质量的干扰,并可用于大功率场合。最后,搭建了实验电路,给出了实验波形。实验结果验证了这种电压暂变发生器的有效性。

高精度宽频带逆变器输出直流漂移控制的一种新方法

逆变器驱动纯电感负载时,很低的直流漂移电压就会产生很大的直流电流。很难从数百伏的交流电压中检测出mV级的直流电压分量。采用对交流输出电流进行检测和调偏控制的方法解决了这一难题。对输出交流电流进行双向分离、分别采样和滤波,然后通过两个分量的对比来进行调偏控制,有效地提高了检测和控制精度。同步采样和低频采样拍频会带来严重的检测误差,采用多重互质采样频率同时采样的方法有效地缓解了这一矛盾。仿真和实验结果均证实了上述方法的有效性。

新型多电平滞环跟踪控制方法的研究与设计

滞环比较跟踪控制方法相比于三角波比较和定时比较跟踪控制方法具有硬件电路结构简单、响应速度快、跟踪精度高、系统鲁棒性好等优点。针对一种新型多电平滞环比较跟踪控制方法,以单相H桥逆变电路三电平跟踪控制为背景,研究了电平阶梯间跳变的控制原理,以及实现电平准确跳变的方法。针对指令信号超出主电路输出范围而出现的掉脉冲现象,分析并给出了解决方案。给出了CPLD编程的原理和方法。最后仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

抑制并网逆变器电流谐波的带通调节器研究

针对单相并网逆变器并网电流的谐波抑制问题,提出了带通(band-pass,BP)调节器。分析了使用BP调节器时的并网电流控制环的频域特性和时域特性。与比例积分(proportion integration,PI)或比例谐振(proportion resonance,PR)调节器相比,BP控制具有可抑制并网电流中的所有谐波和节省系统频带的优点。给出了闭环系统设计的完整方案。仿真和试验结果验证了该方法的有效性。

串联型电压暂变补偿新拓扑及其控制方法研究

提出了一种简化的无变压器无储能电容的串联型电压暂变补偿主电路拓扑,并分析了其控制策略。新拓扑可使电路体积减小,成本更低;通过微调指令电压与负载电流的夹角可以达到控制母线电压幅值的目的;通过给指令电压施加一个微小的直流偏移电压,可以达到控制直流上、下母线电压的平衡的目的。介绍了改进的简化主电路拓扑,详细分析了其工作原理和控制方法。仿真结果验证了该方案的可行性和分析的正确性。

交错控制高频隔离的整流侧过电压箝位研究

正弦脉宽调制(SPWM)交错控制高频隔离后的整流电路,高频变压器漏感和整流二极管寄生结电容会发生谐振,在整流二极管两端产生过电压。过电压的存在不仅对整流二极管提出了更高的耐压要求,而且增加了功耗和电磁噪声。这里分析了过电压产生的原理和过程,并提出一种通过在整流桥输出端加RCD箝位电路来抑制过电压的方法。详细分析了RCD箝位电路的工作原理、电路波形、参数计算方法和功率损耗。最后,给出一个详细的工程设计实例及其实验结果,证明了分析的正确性。

同步整流的自适应电流自驱动研究

电流型自驱动方式作为同步整流驱动方式的一种重要形式,因其优越的性能得到广泛的应用与研究,然而现有的电流型自驱动电路仍然存在驱动电路自身损耗较大的问题。提出了一种同步整流的自适应电流自驱动电路(ACDSR)。同步整流MOSFET导通后随即将电流互感器次级短路,较好地解决了现有的电流自驱动电路损耗较大的问题;设计了一种自适应控制电流互感器次级短路时间的硬件调节机制,使得在整流电流的幅值大幅变化时,驱动电路的损耗可以自动保持在理论上的最低点。详细分析了新电路的工作原理,分析给出了电流互感器参数设计的公式。设计了一套电感电流断续模式(DCM)的160 W Buck-Boost变换器实验原型电路。实验结果证实了分析和设计的有效性。

低频相位扰动法在多机并联系统中的孤岛检测研究

孤岛效应会对分布式发电系统的安全造成严重危害,所以孤岛检测功能是分布式发电系统必须具备的功能之一。介绍了低频相位扰动法的原理,理论分析了低频相位扰动法在多逆变器并联运行条件下产生稀释效应的机理并在MATLAB/Simulink中进行了仿真验证。仿真结果表明:各逆变器输出电流中的扰动不同步是造成低频相位扰动法产生稀释效应的原因,严重时导致孤岛检测失败。针对导致稀释效应的多逆变器非同步并网问题提出了一种基于通信方式的解决方案。

高精度宽频带逆变器直流漂移的多重采样频率控制方法研究

针对某大功率高精度宽频带逆变器交流输出对直流漂移电压的特殊要求 ,采用了对输出交流电流进行双向分离、分别采样、对比调偏的控制方案。逆变器输出随机运行在 3～50 0 0Hz的宽频带范围内 ,当采样频率与输出频率同步或者采样频率为输出频率的整数倍时可能带来严重的检测误差 ;采样频率与输出频率接近时产生的低频拍频会使调偏控制同频振荡。文中提出了一种使用互质的多个采样频率同时采样的方法 ,较好地解决了这一问题。并给出了仿真和实验结果。

MSPWM输出波形的图解分析法

介绍了一种可以直接从调制信号和 n个三角载波分析得出 SPWM多重化( MSPWM)输出波形的图解分析法 .得出了载波比、调制比和 MSPWM输出波形的最大跳变幅值之间的约束关系 .当满足这一约束条件时 ,MSPWM输出波形的最大跳变幅值为最大输出峰峰值的 1 /

异步电动机降压运行时的一种计算方法

给出了一种计算异步电动机降压运行时各损耗功率及定子电流电压的方法。以驱动某一风机负载为例 ,当其以降压调速方式调节风机流量时 ,应用MATLAB语言 ,对电动机的各损耗功率、定子电流电压及其实际运行效率等进行较为详尽地计算 。

基于功率平衡的电磁转矩检测方法研究

针对传统的矢量控制转矩观测方法运算量大、依赖磁链的实时观测值、无法突显等效扰动前馈非线性解耦(equivalent disturbance fed forward nonlinear system decoupling,EDFND)方法优势等问题,提出了一种基于功率平衡的不需要坐标变换的异步电动机电磁转矩检测新方法。在矢量控制仿真平台下,对比分析转矩检测新方法和传统方法的结果,并搭建了实验平台,验证了该方法的正确性和有效性,实现了根据电机定子电压、电流,频率即可辨识出异步电机的瞬时输出转矩,满足EDFND方法转矩检测无坐标变换的要求。结果表明该方法具有准确、运算量小、不依赖磁链观测值等优点。