双调制波CPS-SPWM在模块组合多电平变换器的应用研究

模块组合多电平变换器(MMC)具有良好的可扩展性、模块化以及输出谐波含量低的特点,是一种能很好满足未来高压或中压功率变换需求的拓扑。首先建立了三相MMC系统基于开关函数的数学模型,然后在分析MMC特点的基础上,提出了双调制波载波移相SPWM(CPS-SPWM)技术在MMC中的具体实现方法。通过基于Matlab/Simulink的仿真模型,详细分析了其静态特性和动态特性,结果表明MMC采用CPS-SPWM技术后可获得较高的等效开关频率,同时具有较好的自动均压效果。实验结果进一步验证了控制策略的可行性和有效性。

SPWM电流跟踪并网逆变控制技术研究

针对传统的正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)电流跟踪并网逆变控制方法的电流响应较慢,跟随误差较大,易受电网电压影响的问题,提出了一种改进的SPWM电流瞬时值跟踪控制方法.介绍了单相并网逆变主电路拓扑结构,对改进型SPWM电流控制方式进行了描述和分析,建立了并网电流闭环控制系统的数学模型.系统中运用了闭环控制模式,加入了电压前馈补偿环节,通过控制逆变系统的输出电流以跟踪市电的变化,与电网电压同频、同相.仿真结果表明,改进后的方法输出电流波形谐波畸变含量为0.26%,加入PI控制环节的调整时间为0.2 s.

基于空间矢量的全数字化预测电流控制SPWM逆变器

提出了一种基于空间矢量的全数字化预测电流控制ＳＰＷＭ逆变器．为了选择合适的电压空间矢量，实现电流跟踪控制，以固定频率采样定子电流，按电机模型计算出下一采样时刻逆变器的最优控制电压矢量，从而控制下一时刻实际定子电流去追踪下一时刻参考电流．着重对电流跟踪性能作了深入地分析和仿真研究，并进行了初步实验．研究结果表明，该系统具有良好的静态、动态性能，非常适用于全数字化高精度交流伺服系统．

一种SPWM控制双Buck半桥逆变器研究

在分析了有关双Buck半桥逆变器的控制方法基础上,结合自己对此电路的研究,并采用了根据电感电流方向正弦脉宽调制(SPWM)控制方法应用于双Buck半桥逆变器。给出了此种控制方法的双Buck半桥逆变器工作的原理,分析了其工作过程,并给出仿真和实验结果。仿真和实验结果验证了控制方法的正确性。

基于SPWM调制的2种电压型四象限变流器比较与仿真

在分析单相两电平和三电平四象限变流器工作原理的基础上,建立了基于理想开关函数的数学模型,介绍了其SPWM调制原理。通过计算机仿真对这两种变流器进行了对比,得出三电平四象限变流器是一种性能更优的AC-DC变换装置。

基于SPWM的48V/500A全数字交流调速控制器主MOS管控制电路设计

运用SPWM控制技术以及并联场效应管均流技术,设计了48V/500A全数字交流调速控制器变频调速主MOS管控制电路,并进行了实验论证。结果表明,所设计的主MOS管控制电路已成功实现了SPWM控制,符合设计要求。

混合式步进电动机SPWM微步驱动技术

对电流跟踪型SPWM技术应用于五相混合式步进电动机微步驱动系统中的若干理论进行了系统分析 。

一种固定开关频率型电流跟踪SPWM变频调速系统

通过对滞环电流跟踪型PWM逆变器的波形分析和理论计算,提出一种固定开关频率型电流跟踪SPWM变频调速系统。采用固定频率型,与滞宽恒定的电流跟踪系统相比,具有减少跟踪误差,降低谐波电流影响和提高逆变器性能的优点,可以解决开关频率在参考电流变化率接近零时的高频的开关损耗,以及频率过低时的低次谐波造成电流波形畸变而影响电机的性能。

基于PCM的地下管道探测系统恒流发射机设计

针对大埋深管道探测的需求,该文根据多频管中电流法(PCM)探测地下金属管线的原理,设计开发了一款频率、幅值可调的大功率交流恒流发射机。系统采用STM32F401RCT6作为主控芯片,并对逆变电路、滤波电路、采样电路、保护电路以及人机交互界面进行设计。采用电流瞬时值PID闭环控制算法对SPWM调制信号进行实时控制,达到恒流输出的目的。实验结果表明,系统可在单频(128 Hz)、双频(4 Hz+128 Hz)以及三频(4 Hz+8 Hz+128 Hz)模式下稳定输出0~10 A的交流电流。

基于矢量控制的环流抑制策略及仿真建模

多逆变器并联可以提高系统的功率等级和可靠性,已在大功率的逆变器上得到广泛应用。但逆变器并联存在因载波相位不一致引起的环流问题,会增加系统的损耗。本文首先分析了环流产生的机理,通过对逆变器输出电压进行失量分析,推导出载波相位差与环流之间的关系表达式,并得到环流开关分量的特性。然后,在分析的基础上提出了一种载波相位补偿的控制策略,该策略能有效改善对开关环流的控制能力,对因载波相位不一致产生的环流起到显著抑制效果。采用PI控制电压外环,无差拍控制电流内环的双闭环控制策略,保证了逆变器系统的正常稳定运行。最后,仿真结果验证了本文所提出的控制策略的有效性和可行性。最后,通过MATLAB/Simulink仿真与搭建实物样机并进行相应实验,验证了理论分析的可行性。

小功率光伏并网逆变器控制策略的研究

为减少开关频率引起的电流谐波和实现电气隔离,采用带T型滤波器和工频隔离变压器的并网逆变器拓扑。针对传统电流SPWM控制响应速度慢和单纯采用电流PI控制不能消除电网扰动对并网电流影响的缺点,提出了电流PI和电网电压前馈相结合的SPWM电流瞬时值跟踪控制。通过对光伏并网逆变器控制原理的理论分析,设计了并网逆变器控制模型,并推导出各个控制环节的传递函数模型,最后进行了电流环PI调节器的设计。通过对Matlab仿真结果分析,表明该种控制策略是可行的。

兆瓦级永磁直驱风力发电机组变流技术

当前主流的风力发电系统采用"双馈电机+双PWM变流器"的变流技术,但存在效率低、控制复杂的问题。采用六相低速永磁同步发电机代替双馈发电机,变流器采用"不控整流+升压斩波+SPWM逆变"变流技术。六相不可控的二极管整流器对低速永磁发电机发出的交流电进行12脉波整流,这种不可控的整流方式增加了系统可靠性,简化了控制系统;采用升压斩波电路进行升压,以降低系统对电机输出电压的限制,拓宽风机的工作范围,同时将2个升压斩波电路并联,以降低单个电抗器和IGBT器件通过的电流;逆变器采用2个三相桥式PWM逆变器并联方式,在最佳风能捕获(MPPT)算法和逆变器数学模型的基础上,采用直接电流控制对逆变器进行输出控制。用PSIM软件进行了建模和仿真,仿真结果证实设计的正确性。

两相混合式步进电机恒转矩细分驱动技术研究

针对电流控制的二相混合式步进电机,给出了一种基于单片机、D/A转换器和其它专用集成芯片的SPWM恒转矩细分驱动方案,详细阐述了各部分的工作原理和各功能的实现方法。经测试说明该方案实用,效果良好。

永磁同步电机矢量控制的两种实现方法比较

永磁同步电机矢量控制技术在工业界得到了广泛的应用。矢量控制可以采用电压法和电流法实现。前者采用SPWM技术生成逆变器开关信号,后者采用电流滞环控制技术生成逆变器开关信号。本文在表面式永磁同步电机和内置式永磁同步电机矢量控制平台上对这两种实现方法进行实验,在实验结果基础上分析比较了两者的控制特性。

拉格朗日插值法光伏并网逆变器无差拍控制

采用拉格朗日二阶多项式插值法,用于提高无差拍控制算法的电流预测精度;针对单相并网逆变器采用单极倍频SPWM方法,使逆变器在不提高开关频率情况下的电流高次谐波频率加倍,总谐波含量减少。仿真与实验结果表明,该方案能有效地实现逆变器入网电流的低谐波含量、高功率因数与快速动态调节。

多模块APF并联系统高频谐波环流分析与控制

有源电力滤波器(APF)的高频开关谐波由于通常不包含在电流闭环控制回路内而表现为电压源特性,造成多模块APF模块间的高频谐波环流,增加了系统功率损耗,降低了系统稳定性和控制精度。针对上述问题,对多模块APF并联系统高频谐波环流进行研究,通过构建系统高频谐波环流数学模型,详细分析了环流的形成机理及其影响,并分析了模块输出滤波器(OF)对环流的影响。最后,提出一种多模块APF协调控制方法,以抑制系统高频谐波环流。理论分析和实验结果表明:各模块SPWM载波不同步是高频谐波环流的主要成因;高频环流不流入电网系统;OF能抑制各模块高频谐波电流的非环流分量,而对于环流分量并无明显的抑制效果,相反会降低系统的稳定性;所提模块化APF并联协调控制方案可有效抑制系统的高频谐波环流。

无谐波检测环节的并联型有源电力滤波器研究

阐述了基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测法并对此进行了演化分析。基波有功电流的精准检测决定了谐波指令电流的精度。为实现基波有功电流无延时、无误差的检测,在SPWM控制策略下运用了无谐波检测环节的谐波指令电流检测方法,利用MATLAB/Simulink仿真工具对ip-iq检测法和无谐波检测法进行仿真对比,通过改变系统参数电感量来验证无谐波检测方法的补偿性能。仿真结果验证了无谐波检测的优越性,为改善滤波器的滤波效果和推进优化控制策略提供了良好的途径。

基于无差拍并联逆变器并网和环流控制研究

传统并网并联逆变器存在大量的PI参数,具有动态响应慢和参数难调等缺点,为此本文提出一种新型无差拍电流预测控制,具有动态响应快、控制精度高、并网电流畸变小的优点。为了进一步解决并联逆变器固有的环流问题,本文提出一种新型注入零序分量SPWM调制策略实现环流抑制。本文在分析并联逆变器模型的基础上,发现通过改变零序分量可以抑制环流,提出了无差拍预测控制实现环流抑制。实验结果验证了本文提出的新型注入零序分量SPWM调制策略可以同时实现并网电流跟踪快速和环流控制问题。

基于电流滞环控制的H桥级联型逆变器新型调制方法

首先介绍了H桥级联型逆变器常用的载波相移SPWM调制方法,基于相移原理与电流滞环控制提出了一种适用于H桥级联型逆变器的新型调制方法。其具有以下特点:①单个H桥采用与单极性SPWM调制相似的单极性电流滞环控制,脉冲产生简单,可以有效减少开关损耗;②通过动态调整滞环宽度来实现电流滞环控制时功率器件开关频率恒定,从而可以用类似相移SPWM脉冲产生方式来实现电流滞环控制时H桥级联型逆变器一相多H桥移相控制脉冲的产生。最后仿真与实验结果验证了本文所提方法的正确性。

基于Buck电路的矩阵式变换器

通过分析直流降压斩波(DC/DC Buck)的工作原理,推导出一种新颖的针对矩阵式变换器的控制策略。该控制策略相对于Venturini直接函数变换法和空间矢量调制法其优点在于:只须简单的数值(电流或电压)大小的比较,而不需要复杂的数学运算,并且该策略编程简单,控制方法和工作过程容易实现,具有很高的时效性。通过对其产生的谐波分析,得出主要的谐波是开关频率附近的高次谐波,有利于滤波。本策略采用电流滞环控制方式,所以其开关动作响应快,具有一定的抗干扰性。最后通过Matlab中的Simulink仿真,仿真结果证明了该控制策略理论分析的正确性和可行性。