基于三电平典型拓扑结构的SVPWM调制策略研究

当前,我国的新能源技术面临发电量受外界因素影响较大、电能不能稳定输出等问题,大功率变换器的使用是解决此问题的关键,多电平逆变器能够满足大功率变换器的高压大功率化需求。文章以T型三电平逆变器为研究对象,分析了其调制算法和中点电位平衡问题,并进行了仿真验证。根据空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法的原理,文章分析了中点电位不平衡对空间电压矢量作用的不良影响。基于MATLAB/Simulink平台,文章搭建了仿真模型,仿真结果证明了三电平SVPWM算法对中点平衡控制策略的有效性。所提方法能够弥补原有算法操作复杂的不足,对三电平乃至多电平逆变器的工程应用具有促进作用。

九开关变换器驱动的双Y移30°永磁同步电机SVPWM算法

在双Y移30°永磁同步电机电压矢量的基础上,提出一种九开关变换器SVPWM算法。该算法相比于十二开关变换器最大四矢量SVPWM算法,不仅减少3个开关管,而且降低了开关损耗。针对九开关变换器采样周期过快,会导致直流侧母线电压短路的缺点,提出死区调制策略。仿真结果表明,该算法能够有效地应用于双Y移30°永磁同步电机。

SVG级联H桥SVPWM调制算法优化

SVG(static var generator)级联H桥传统SVPWM调制算法涉及到6个扇区的三角计算,耗时较长。优化的SVPWM算法基于120°坐标系进行运算,这和对称的三相电压相位差一致,从而在计算过程中能够避免复杂的三角运算,运算过程非常简单。此外,优化的SVPWM算法充分利用矢量空间的对称性和旋转对称性减小计算过程和逻辑判断次数,从而使整个算法调制过程最简化。

SVPWM的等效算法及SVPWM与SPWM的本质联系

提出了一种电压空间矢量调制的新型等效算法,在该算法中无须进行电压矢量夹角的三角函数的运算,只有普通的四则运算,计算变得非常简单。克服了常规的空间矢量控制方法需要进行复杂的坐标转换、正弦函数和反正切函数运算,导致计算量大并且复杂的算法影响计算精度的缺点。详细分析了SVPWM、SPWM与逆变器控制方程的解的关系,得出SVPWM是逆变器控制方程的一个最优解,三角载波调制是逆变器控制方程的在假想中线下的特解,因而空间矢量调制SVPWM和三角载波调制SPWM的本质联系在于二者是同一控制方程的在不同的附加条件下的两个不同的特解。给出了基于空间矢量新型算法下的DC/ACPWM逆变器的实验结果,该结果显示了该算法的正确性和有效性。

三电平SVPWM与SPWM本质联系及对输出电压谐波的分析

传统三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法中含有大量的三角函数并且获取输出电压谐波的方法易受仿真步长、噪声、精度等影响。针对三电平空间电压矢量的分布特点,在120°坐标系下分析三电平变流器的SVPWM与正弦脉宽调制(SPWM)算法的本质联系,由此总结规律:简单的线性计算就可得到SVPWM算法的三相调制波和占空比的计算公式,从而简化了三电平SVPWM算法;针对数字电路的特点,通过傅里叶分析得到输出电压基波和各次谐波幅值的表达式,为滤波器的设计、不同调制算法的比较、进一步的理论分析和计算等提供理论基础。数字信号处理器(DSP)硬件实验证明了所提算法的正确性。

基于简化SVPWM算法双三电平变换器研究

详细分析了三电平SVPWM的简化算法,将传统两电平电压空间矢量控制算法应用于双三电平变换器。在d-q坐标系下建立基于开关函数的三电平中点钳位电压型整流器高频数学模型,在此基础上采用电压外环与电流内环的双闭环控制来实现三电平整流器的高性能特性。利用三电平矢量控制算法,实现电机的无速度传感器矢量控制。在实验室中以DSP F2812为主控制器建立实验平台,验证了采用上述算法的优越性能。

改进的五相电压源逆变器SVPWM算法

根据五相系统基波空间的大空间电压矢量在三次谐波空间相应地变成小空间电压矢量的特点,在五相电压源逆变器最近四矢量SVPWM算法的基础上,提出了一种改进的SVPWM算法。新算法能够同时合成基波空间和三次谐波空间的参考电压矢量。以电压源逆变器供电的五相永磁同步电机的驱动系统为例,搭建了基于Simulink的仿真模型,仿真结果表明:采用改进的SVPWM算法能够同时控制定子基波和3次谐波电流,定子电流近似于平顶波,定子电流峰值降低,电机性能得到提高。

基于DSP的SVPWM快速算法研究

提出一种易于与矢量控制算法接口的SVPWM快速算法。推导了各空间矢量作用时间与αβ坐标系下电压分量的线性矩阵关系表达式,无需在线计算三角函数,只需简单的四则运算即可实现SVPWM。实验结果证明了该算法的正确性和有效性。

三电平电压型PWM整流器的SVPWM算法研究

针对三电平电压型PWM整流器的控制,提出一种基于60°坐标系的SVPWM算法,该算法可简化传统SVPWM算法扇区判定及求解矢量作用时间过程中的大量三角函数运算,同时提出了相应的矢量合成方案及中点电压控制方法。通过Matlab/Simulink对该算法进行了仿真研究,仿真结果表明直流侧电压响应快速,超调小,交流侧电流正弦度好,功率因数近似为1。

NPC三电平逆变器SVPWM算法的研究及仿真实现

三电平逆变器是中压大功率系统的主要组成部分之一,而SVPWM算法又是其关键部分。论述了三电平空间矢量算法(SVPWM)的基本原理,阐述了其与两电平算法之间的关系。在此基础上,借鉴了两电平空间矢量算法的仿真方法,给出了在Simulink环境下三电平空间矢量算法的实现方法。最后给出了两种调制下的仿真结果,从而验证了该方法的正确性和可行性。

三电平逆变器简化SVPWM算法仿真与实现

为了简化三电平逆变器控制算法、提高系统稳定性,提出通过交替使用不同空间电压矢量以实现磁链跟踪控制的二极管箝位型三电平逆变器SVPWM控制算法.依据Matlab/Simulink的仿真结果,进行以TMS320F2812 DSP为控制核心的三电平逆变器整机试验.结果表明,SVPWM算法简单,易于掌握,二极管箝位型三电平逆变器输出电压经滤波后十分接近正弦波,且系统稳定性较高,能够较好地满足工程需要.

一种基于PSCAD/EMTDC仿真平台的SVPWM逆变器控制算法

空间矢量脉宽调制法(SVPWM)比传统的正弦脉宽调制法(SPWM)具有较高的直流电压利用率以及较低的输出波形失真度。介绍了三相逆变器的SVPWM控制算法,建立了基于PSCAD/EMTDC仿真平台的三相逆变器模型,并给出了基于PSCAD/EMTDC仿真平台的SVPWM优化控制算法。通过建立一个控制系统来进行仿真和研究,给出了仿真线电压及相电压波形。仿真结果充分显示了SVPWM技术应用于大功率场合的优点。

基于SVPWM调制的三段式算法研究

在三相逆变中,传统的SVPWM调制算法涉及到坐标变换和矢量分解,有较多的三角函数运算、矩阵运算和无理数运算,其复杂的计算降低了控制系统的实时性要求。提出了一种SVPWM三段式调制及其计算方法和实现方法,其优点是简化了传统SVPWM调制的繁琐计算,仅通过查表和简单乘法计算可完成调制。扇区的判断和逆变桥驱动波生成由组合逻辑实现。调制和驱动波可由硬件实现,也可由软件实现。对设计原理及要求做了说明,并对SVPWM三段式调制做了Simulink仿真和电路实验。通过分析、仿真和实验,证明了SVPWM三段式调制及其计算方法是可行的。

基于简化三电平SVPWM算法的大功率异步电机控制

针对传统三电平逆变器存在的不足,提出了将传统两电平逆变器的电压空间矢量控制算法应用于三电平逆变器,利用电机全阶闭环转子磁链观测器,实现了三电平拓扑结构下异步电机的无速度传感器矢量控制算法,该控制方法简化了控制算法,减少了运算量。以工业现场1000 kW三相异步电机作为研究对象,实验结果证明该算法实现简单,性能优越,能够在大功率异步电机控制中取得良好的效果。

SVPWM控制三电平逆变器算法研究

三电平逆变器以其优越的性能已经逐步取代传统的两电平逆变器,成为了大容量、中高压电机调速的主要实现方式之一.但由于其输出状态多,对控制算法也提出了更高的要求.在介绍了三电平逆变器的基本结构之后,分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制三电平逆变器的算法原理,最后给出了用MATLAB仿真的流程图和仿真结果,证明了三电平逆变器的优点,对其应用和开发具有借鉴作用.

一种优化三电平逆变器的SVPWM算法的研究

针对传统SVPWM算法计算复杂的缺点,提出一种基于60°坐标下三电平逆变器SVPWM调制算法的控制策略。该控制策略可大幅简化传统SVPWM算法参考矢量扇区判定及开关矢量作用时间的运算,通过在g-h非正交坐标系内对大小扇区规则判断、基本矢量作用时间计算和作用顺序方法进行了研究,减小了控制器的计算工作量。采用Matlab/Simulink仿真软件对该控制策略进行了仿真,仿真结果验证了该控制策略的正确性及有效性。

基于加权路径内点法的六相电机SVPWM四矢量调制方法

为抑制双移30°六相电机的谐波电压,减小电机系统的谐波损耗和运行噪声,提出一种基于加权路径内点法的SVPWM四矢量调制方法。当调制度处于0.577～0.622时,该方法在基波平面的每个扇区选择四个相邻的最大电压矢量,以四个矢量的作用时间为优化量,四个矢量在谐波平面上合成的电压矢量最小为目标函数,四个矢量在基波平面上跟踪期望电压矢量为约束条件,采用加权路径内点法得到最优解。在调制度为0.6时,仿真结果表明,与现有方法相比,所提方法使相电压的THD由5%降低到3.36%。实验结果表明,本文方法使相电压的THD由21.53%降低到14.14%。内点法有效地抑制了逆变器的谐波电压,并减小电机的谐波电流,降低系统的运行噪声。该方法可扩展至多相电机系统,用于抑制谐波电压,提高系统运行性能。

两电平SVPWM新算法研究与实现

两电平SVPWM的算法已经非常成熟,但传统算法是通过三角函数和坐标旋转运算,计算量较为繁琐,该文采用的算法是通过坐标变换将αβ坐标系中矢量分解在xyz坐标系中来判断扇区,并利用线电压进行相邻矢量的作用时间的求取,作用时间的计算量得到了极大的简化,只需要简单地进行四则运算即可得到,从而克服了传统算法计算量大影响计算精度的缺点,也有益于矿用变频器运行可靠性,有一定的节能减排作用。通过Matlab进行仿真和FPGA编程对算法进行实现,结果也证明了算法的正确性。

改进的SVPWM异步电机矢量控制

针对油田三相异步电动机控制精度低、响应速度慢,及基本的SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)计算时间长且计算量大等问题,提出一种改进的SVPWM的控制算法。通过旋转部分扇区的参考矢量,计算扇区1和扇区6的作用时间,从而节省计算其他扇区的作用时间,简少了计算量。通过搭建异步电机的矢量控制模型,针对抽油机上的负载特性进行仿真分析,结果验证了其转速跟踪性强,超调较小,磁链振荡小,尤其对负载突变的应用场景具有一定的优越性。

三电平NPC变流器SVPWM策略与SPWM策略的等效关系研究

调制策略是三电平中点钳位(neutral point clamped,NPC)变流器的关键技术之一。三电平查表法空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略实现复杂,为此,基于三电平正弦波脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)策略与SVPWM策略的基本原理,提出了2种三电平SVPWM策略的快速等效实现方案,即调制波等效方案和导通时间等效方案。调制波等效方案研究三电平SVPWM策略的等效调制波,而导通时间等效方案则通过三电平SPWM策略作用下各开关管导通时间计算三电平SVPWM策略对应各开关管导通时间,研究结果验证了三电平SVPWM策略2种等效方案的理论一致性。仿真和实验表明所提2种三电平SVPWM策略的快速等效方案具有实现简单、计算时间少,结果更精确的特点。