一种三电平特定消谐脉宽调制的优化方法

在静止无功补偿装置的各种脉宽调制策略中,特定消谐是一种常用的方法。该文以三电平三单相配电网静止无功补偿器为研究对象,将数值方法求解三电平特定消谐开关角度的问题细分为两种情况,分别给出了各自适用的迭代初值公式。在此基础上,提出了一种开关角度的优化方法,使逆变器输出电压在较低的开关频率下获得更好的谐波特性。算例和实验结果均表明,该优化方法具有良好的收敛性,可以获得较好的消谐效果。

三电平空间矢量脉宽调制逆变器控制研究

首先介绍了三电平空间矢量脉宽调制逆变器的控制原理 ,然后分析了它的矢量合成原则及其相应的控制策略 ,最后基于TMS3 2 0LF2 40 7A数字信号处理器搭建了一个三电平空间矢量脉宽调制逆变器异步电机调速系统 ,试验结果显示该系统具有良好的动态性能。

三电平中点箝位整流器系统建模及基于李亚普诺夫直接法的控制方法研究

该文首先建立了基于开关函数的三相四线三电平中点箝位(NPC)电压型整流器的数学模型,分析了它的工作原理。并在Lyapunov稳定性理论的基础上,提出了一种新的三相四线三电平中点箝位PWM整流器非线性控制方法。该方法具有大范围渐进稳定,动态响应快的优点,并且通过设计新的三电平PWM调制方法,有效地解决了由现有三电平SPWM调制方法引入的直流母线中点电位存在三次波动的问题。系统仿真验证了该数学模型的正确性,以及基于Lyapunov直接法设计的非线性控制器的有效性。

基于伏-秒平衡特解规划的三电平中点电位低频脉动抑制PWM

基于伏-秒(V-S)平衡原理,提出一种通用程控三电平PWM方法,在单个载波周期内,设计一种通用的开关序列,其中每相开关序列均考虑三种不同电平,揭示三电平PWM算法可根据不同的控制目标对伏秒平衡方程特解进行规划来实现,物理意义更明晰。为了实现中点电位平衡与低频脉动抑制,解决虚拟电压矢量调制策略计算复杂的问题,以特解规划为基础,提出九段式低频脉动抑制PWM特解规划算法和中点电位闭环控制策略,给出了脉冲分配方法,无需扇区判定及矢量合成分析。建立中点钳位(NPC)三电平样机实验平台,采用阻感负载和永磁同步电机(PMSM)负载实验验证了所提方法的正确性和有效性。

三电平逆变器空间电压矢量控制算法仿真研究

分析了三电平空间电压矢量调制基本原理,提出了一种首发矢量全部采用正小矢量或负小矢量的空间矢量调制(SpaceVectorMdulation,SVM)算法,给出了小三角形区域判断规则、合成参考电压矢量的相应输出电压矢量的作用顺序和(SpaceVectorPulseWidthMdulation,SVPWM)信号的产生方法,探讨了影响三电平逆变器中点电压平衡的主要因素,并推导了各合成电压矢量的作用时间。用归一法将其他5扇区全部划归一扇区计算。仿真实验结果证实了本文提出的空间电压矢量调制算法的有效性。

基于简化三电平SVPWM算法的逆变器研究

分析了三电平SVPWM的简化算法,将传统两电平逆变器的电压空间矢量控制算法用于三电平逆变器,对该算法进行了详细的数学推导,同时给出其实施步骤,并利用DSP实现了该算法。在实验室将一个22 kW的三相异步电机作为实验对象,在工业现场采用55 kW和1 000 kW三相异步电机作为研究对象,三者的实验结果证明,该算法实现简单,能够在实践中取得良好的性能。

改进型零电压开关PWM三电平直流变换器

该文介绍了改进型零电压开关脉宽调制三电平直流变换器(ZVS PWM TL 变换器),该变换器是将传统的 ZVSPWM TL 变换器的变压器和谐振电感位置互换,使得变压器与滞后管相连。改进后的变换器箝位二极管在一个周期中只导通一次,同时零状态谐振电感电流较小,有利于提高变换器的效率,占空比丢失也减小。该文详细分析了该变换器的工作原理。为了防止变压器直流磁化,一般在变换器中加入隔直电容,该文分析了隔直电容与变压器或谐振电感串联时对电路工作的影响,确定一种最佳方案,并通过实验验证理论分析的正确性。

一种三电平逆变器空间矢量PWM控制算法的实现

三电平逆变器在中压大功率场合得到了广泛的应用。研究了二极管箝位型三电平逆变器的结构及工作原理;提出了一种基于数字信号处理器TMS320LF2407的空间矢量调制控制算法;分析了中点电位的平衡问题,并提出了相应的解决方法。通过实验论证了该方案的可行性。

NPC三电平静止无功发生器SVPWM简化与改进

分析了应用较多的二极管箝位型三电平静止无功发生器主电路原理,着重探讨了三电平SVPWM技术的简化与改进。提出将不同扇区中的三电平参考空间矢量经过旋转、加减运算、再旋转的方法,最终都转化为同一个固定扇区内的两电平参考矢量来进行合成运算,从而实现了三电平SVPWM算法的简化,减轻了主控制器的运算负担。提出了以SVG交流侧瞬时电流为根据修正SVPWM脉冲序列中正、负小矢量作用时间,在控制直流中点电压平衡的同时避免了增加系统的硬件电路,实现了三电平SVPWM算法的改进和优化。仿真和实验结果证实了该SVPWM简化、改进方法的正确性和有效性。

一种新型双PWM三电平变频调速系统

以双PWM三电平矿井提升机磁链定向调速系统为研究对象,提出了一种混合箝位式双PWM三电平变换器的电路拓扑,详细介绍了该变换器的工作原理,设计了基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的控制电路和主电路。实验证明,该变频调速系统具有高功率因数、可用低耐压开关管串联、四象限运行及良好的动态性能等优点,比较适用于大功率矿井提升机的变频调速场合。

基于控制因子三电平空间矢量方法的研究

介绍一种基于控制因子的三电平空间矢量方法。该控制方法通过检测直流侧电压和中点电流的方向来合理选择控制因子,从而合理分配小矢量P,N状态作用的时间,以解决三电平逆变器中点电位不平衡的问题。另外,在开关序列安排上采用典型的7段法,每相开关序列的变换都只有一次。因此,该方法还具有开关损耗小的特点。最后采用Matlab的Simulink工具,对基于控制因子的空间矢量方法进行了仿真,比较了典型控制因子情况下的等效载波以及对中点电位的影响。实验结果验证了该方法的特点。

滑模控制Buck三电平变换器

滑模控制具有鲁棒性强、动态品质好等优点,本文尝试将滑模控制引入三电平变换器。以Buck三电平变换器为例,给出了滑模控制的分析和设计方法,包括滑模面的选取、等效控制、稳定性和存在性证明,最后进行了实验验证,将滑模控制Buck三电平变换器与传统PWM控制Buck三电平变换器进行了分析和比较。研究结果表明,相对于PWM控制的Buck三电平变换器,滑模控制Buck三电平变换器的鲁棒性和动态品质得到较大提高。

一种新颖的ZVZCS-PWM三电平变换器研究

由于三电平变换器的主开关管电压应力为输入电压的50%,因而该变换器在高电压输入场合获得了广泛的应用。三电平变换器采用移相控制可实现超前桥臂的零电压开通,但与通常的移相桥式变换器一样,其滞后桥臂较难实现软开关。针对这一问题,提出了一种利用变压器次级辅助电路实现滞后桥臂零电流关断的零电压零电流开关脉宽调制(Zero-Voltage and Zero-Current-Switching Pulse Width Modulation,简称ZVZCS-PWM)半桥式三电平变换器,该变换器在宽负载范围内实现了滞后桥臂的零电流软开关(Zero-Current-Switching,简称ZCS-PWM),解决了难以实现滞后管软开关的难题。详细分析了该变换器工作原理及超前桥臂和滞后桥臂软开关的工作条件,在此基础上设计并制作了一台实验样机,得出令人满意的实验结果。

磁悬浮轴承三电平PWM功率放大器研究

文章针对目前常用的三电平脉宽调制(PWM)功率放大器存在的实现复杂、窄脉冲、控制死区等问题,设计出一种新的三电平PWM功率放大器,给出了具体的实现方法和试验验证结果。结果表明,新的功率放大器输出电流纹波小,具有良好的动态响应能力。将该功率放大器应用于5自由度磁悬浮永磁同步电机,实现了13 000 r/min的稳定运行,且轴振满足标准要求。

基于简化三电平算法的有源电力滤波器研究

建立了三相三线制三电平有源电力滤波器(APF)的主回路拓扑和数学模型,分析了简化的三电平空间矢量控制算法和电容中点电位控制方法,对所采用的算法进行了实验验证,实验结果证明,简化的三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法在有源电力滤波器中应用,可以获得良好的谐波补偿效果,而且易于数字化的硬件实现,具有良好的应用前景。

一种三电平谐振型数字式直流变换器的研究

近年来LLC谐振变换器和三电平技术得到了广泛关注。提出了以TMS320F2801为控制核心的三电平LLC谐振型直流变换器。该变换器采用PI数字变频与PWM控制相结合的方案实现。样机试验结果证明,该变换器具有全负载范围内损耗小,效率高,动态稳定性好等优点。

基于FPGA和嵌入式计算机的三电平逆变器研究

在传统的两电平电压型逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制算法基础上,提出了一种新型而简单的三电平矢量作用时间和区间划分的算法。介绍了控制系统的控制策略,详细阐述了基于现场可编程门阵列(FPGA)和嵌入式计算机的硬件平台实现方法,并建立了控制系统的平台。实验证明,该算法是合理的,它提高了运算速率和系统的可靠性,而且能大大简化三电平逆变器的SVPWM计算。

轧机主传动交流变频传动技术的发展及应用

针对不同轧制工艺对主传动电控系统的性能要求,分析了当前在大型轧钢厂主轧机电气传动中主要的几种变频调速方案,并对其优缺点及适用范围进行了比较。重点分析了采用新型可关断电力电子器件的三电平脉宽调制(PWM)变频调速系统的结构特点,并对不同器件的优缺点进行了比较。对目前我国大功率轧机主传动交流调速系统的应用和发展现状进行了探讨。

基于FPGA的飞轮磁轴承一体化控制系统设计

为了精简磁悬浮飞轮控制系统体积和功耗,介绍一种四轴飞轮磁轴承一体化控制系统及其现场可编程门阵列(FPGA)实现。将磁轴承控制器和功率放大器整合到一起,用单片FPGA实现含不平衡补偿的转子位移控制、电流控制以及三电平脉宽调制(PWM)算法。采用分时复用浮点运算IP核的方式实现控制算法。为均衡运算速度和资源消耗,提出一种A/D转换器精确度和浮点IP核数据精确度的选择方法。提出一种增量式算法,仅用乘加单元和查找表即可实现不平衡补偿算法中的三角函数值的在线计算。介绍三电平PWM的FPGA实现方法以及转子位移信号的自动标定方法。实验结果表明,一体化控制器可以达到0～7 000 r/min转速范围内飞轮径向位移不超过保护间隙10%的控制效果。四轴飞轮磁轴承控制任务可以用单片FPGA以小于20万逻辑门的资源消耗实现。

分布式电源并网逆变器谐波抑制方法

为了解决传统的比例-积分(PI)控制器由于自身缺陷引起的电压、电流谐波问题,提出了两相同步旋转坐标系下基于比例-积分-谐振(PIR)控制器的电压、电流双闭环逆变器控制策略;同时引入了简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,并在此基础上提出相电压重构方法。仿真实验表明,上述控制策略对指定次谐波具有良好的抑制效果,采用该策略的逆变器具有良好的输出特性,进而验证了该控制策略对并网系统的有效性。