基于四桥臂变流器的三维空间矢量调制算法

静止无功发生器 ( ASVG)是柔性交流输电系统中的一种重要的控制器 ,补偿系统的无功功率或阻尼系统振荡 ,还具有抑制谐波和滤除负序、零序电流的能力。讨论了基于四桥臂变流器的空间矢量分布 ,四桥臂 ASVG的三维空间矢量调制算法 ,该算法具有形式简化 ,便于实时计算的优点。

基于FPGA的三电平风电变流器三维空间矢量调制算法

将三电平变流器拓扑应用于风电系统中可有效提高整机效率,降低电压应力,具有诸多优势。传统三电平空间矢量调制算法计算繁琐,在数字控制系统中需占用大量资源,降低了系统性能。本文针对三电平二极管中点钳位式变流器的三维空间矢量调制算法进行了研究,采用三维坐标系进行矢量计算,避免了传统空间矢量调制算法中烦琐的计算。基于现场可编程门阵列(FPGA)实现了这一算法,实验结果验证了算法的正确性。

共中线开绕组拓扑三维空间矢量脉宽调制策略研究

三维空间矢量调制(three-dimensional space-vector pulse-width modulation,3D-SVPWM)策略能够实现零序电流的主动控制,在共母线开绕组拓扑、共中线开绕组拓扑以及三相四桥臂拓扑中获得广泛应用。零序电流控制会影响到差模电压的输出能力。为充分利用逆变器的输出能力,优化运行性能,3D-SVPWM调制范围和过调制策略的研究成为必要。该文在三维空间中对该调制策略的调制范围进行深入分析,明确调制范围的数学描述,提出4种典型的过调制方案用于提升其电压输出能力。最后,以共中线双逆变器开绕组驱动系统为对象,通过实验验证所提方案的有效性和正确性。

单相级联整流器开路故障诊断和容错均压空间矢量脉宽调制算法

针对单相级联H桥整流器(CHBR)的功率开关器件存在的开路故障问题,研究一种开关管开路故障的快速诊断算法,以及针对开关管开路故障的容错均压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。首先,该文分析单相CHBR功率开关管开路故障时电流流通路径的变化,建立电流误差变化率的分析模型,并提出一种基于电流误差变化率的快速诊断算法。该算法可以快速且准确地定位到故障开关管,且易于在程序中实现。其次,该文提出一种故障容错均压SVPWM算法,该算法在开关管开路故障时利用冗余矢量和冗余开关状态可以使系统在发生故障时仍然可以正常运行,并且各模块间的直流电压也能保持均衡。最后,通过仿真和实验验证了该文所提算法的可行性。

三维空间矢量PWM调制算法及其仿真研究

文章针对三维空间矢量PWM调制谐波含量少、可用于四桥臂等特点,重点分析了三维空间矢量调制的原理,对相关矢量发生的算法进行了详细推导;并利用MATLAB/SIMULINK仿真软件进行了仿真,仿真结果验证了三维空间矢量PWM调制算法的正确性。

四桥臂变流器新型三维空间矢量脉宽调制策略

四桥臂有源电力滤波器开关状态多,电压调制复杂,为了简化调制算法,提出新型三维空间矢量脉宽调制(three-dimensional space vector pulse width modulation algorithm,3D-SVPWM)策略。基于分类算法,对变流器三相相电压进行线性运算,获取中间变量并比较,得到最大和次大的中间变量,从而判断参考电压矢量所在三棱柱;根据参考电压矢量在αβγ坐标系下的分量与相邻平面的关系,判断其所在四面体;基矢量的作用时间根据中间变量的线性组合直接获取。针对参考电压对称无畸变及含有谐波两种情况进行了仿真和实验验证,结果表明所提算法均能调制得到与参考电压吻合的输出电压,证实了新型3D-SVPWM算法的正确性和可行性,且该调制算法直接根据中间变量进行三棱柱判断和时间计算,实现简单,计算量小。

新型三维空间矢量脉宽调制在三相四线系统中的应用

提出了一种应用于三相四线系统的三维空间矢量脉宽调制 (3DSVPWM)方法。介绍了三维空间中电压矢量的分布以及空间矢量脉宽调制的实现方法。与以往基于二维算法的空间矢量脉宽调制不同 ,在三维空间矢量调制中 ,有 8个不同的空间电压矢量对应于 8组开关模式 ;零矢量的作用也不再局限于减小开关损耗、优化开关序列 ,还可以用来补偿中线电流。这种新型的空间矢量脉宽调制方法被用在三相四线系统中的并联电能质量补偿设备中 ,用来控制一个三桥臂逆变器 ,实现对电流谐波和中线电流的补偿。文中给出了仿真实验的结果 ,并与传统滞环控制方法的实验结果进行了比较 ,验证了该方法的正确性 。

一种新型不对称三相准四电平四桥臂逆变器及abc坐标系下三维空间矢量脉宽调制算法

相较于传统两电平逆变器,多电平逆变器因具有更多的输出电平、更低的开关损耗低和电压应力,以及质量更好的输出电压波形,在中高压领域已得到广泛应用,但其也存在成本高、体积大、调制算法复杂及同类型器件难以匹配等问题。为此,提出一种新颖的三相准四电平四桥臂逆变器拓扑结构及其空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法,不需要钳位二极管或飞跨电容,简化结构并节约成本。仿真及实验结果表明,在最高10k Hz的开关频率条件下,仿真及实验输出电压的总谐波畸变率(total harmonic distortion, THD)可分别控制为0.78%和4.904%,相较于传统三电平逆变器,其输出谐波含量及开关频率更低,且转换效率提高近2%。

基于灰狼算法的室内三维空间图像分割方法研究

研究基于灰狼算法的室内三维空间图像分割方法,提升室内三维空间图像分割结构相似度与效率。通过创建平面直角坐标系、纠正与配准楼层位图和采集三维空间要素图层获取室内三维空间矢量化数据,以该数据为基础利用机器人探索空间,获取三维信息,结合最优点到平面的距离,优化室内三维空间图像帧中所有点,建立最优室内三维空间模型,通过灰狼算法的围捕和攻击等狩猎操作优化K均值聚类函数,形成聚类-灰狼算法的图像分割方法,实现室内三维空间图像分割。实验结果显示:该方法采集的图像要素点比实际位置偏移最多不超过2mm;可以准确建立室内三维空间模型;且分割后的室内三维空间图像信息清晰;与灰狼算法优化前相比,峰值信号比和结构相似度分别提高60.5%和15.5%,运行时间缩短了42.1%。

四桥臂逆变器的三维空间矢量脉宽调制

为了增加直流母线的电压利用率，避免常规算法中的坐标运算。使开关矢量的选取及作用时间的计算更加简单，采用基于abc坐标系的三维空间矢量脉宽调制（3D—SVPWM）策略，建立了三维空间矢量脉宽调制策略的计算机仿真模型，对三相星形联结的不平衡负载进行了仿真，最后在以数字信号控制器TMS320F28335为核心的试验平台上得以实现，仿真和试验结果验证了算法的正确性和可行性。

三维空间矢量脉宽调制策略研究概述

三维空间矢量脉宽调制策略具有计算简单、开关频率低、可适用于不平衡或含有3次谐波的负载等优点,消除了常用的脉宽调制策略存在算法复杂、开关频率高和仅适用于平衡负载等问题,目前已被广泛用于多电平逆变器的控制。首先对多电平逆变器的结构及其控制策略做了简要回顾,在此基础上重点对三维空间矢量调制策略的原理做详细论述,然后对中点电压平衡控制技术的研究现状做出概述,最后对三维空间矢量调制策略发展前景进行展望。

Z源三相四桥臂逆变器的三维空间矢量脉宽调制策略

对Z源三相四桥臂逆变器的稳态工作原理进行了深入分析,并提出一种改进的三维空间矢量脉宽调制策略,通过合理地选择直通桥臂,将直通状态插入到传统零矢量状态中,保证不影响有效开关状态和输出电压。同时,分析了直通占空比和调制比的耦合关系,得出直通占空比的最大取值,进而提出相应的最大恒定升压控制策略。在MATLAB/Simulink中搭建Z源三相四桥臂逆变器仿真模型,并在平衡及不平衡负载工况下进行仿真。仿真结果表明:Z源三相四桥臂逆变器在所提三维空间矢量脉宽调制策略下,不仅可以实现升压控制,而且相较传统Z源三相三桥臂逆变器,在不平衡负载条件下也能取得良好的控制效果。

四桥臂有源电力滤波器三维空间矢量调制技术的研究

三相四桥臂拓扑结构的有源电力滤波器(APF)不但能抑制谐波电流,也能补偿三相不平衡。在此介绍了系统的拓扑结构;通过对四桥臂电压型变换器进行建模分析,得到了APF的控制策略;详细分析了APF的三维空间矢量脉宽调制法(3D-SVM);最后搭建了一台实验样机。实验结果验证了控制策略和调制方法的正确性和有效性。

基于四桥臂的三维空间矢量电动机控制系统

研究的是一种基于四桥臂拓扑结构的空间矢量电动机系统。介绍了四桥臂三相逆变器的三维空间矢量控制原理,建立了三维空间矢量调制四桥臂逆变器MATLAB模型,并将传统的电动机控制改为基于四桥臂的矢量控制,并利用了MATLAB进行仿真。四桥臂电压三维空间矢量调制SVPWM空间矢量算法是从电动机角度出发,将变频器和电动机看成一个整体,目的是使交流电动机产生幅值恒定的圆形磁场,进而控制电动机转速,本文在其基础上加上一个桥臂,

模块化多电平逆变电路的调制算法研究

针对永磁同步电机传统三电平逆变电路无法满足高压场景的问题,采用空间矢量脉宽调制算法对模块化多电平逆变电路进行调制分析,观察其输出电压波形。然后针对模块化多电平逆变电路各相之间容易出现环流现象,对电容电压平衡控制算法进行简化。在Matlab/Simulink中搭建模型仿真,观察和分析模块化多电平逆变电路的输出电压,实验结果验证了采用空间矢量脉宽调制算法对改善模块化多电平逆变电路的输出特性的有效性和简化后的电容电压平衡控制算法具有稳定性。

基于空间矢量调制的直接转矩控制算法研究

针对传统的直接转矩控制由于采用滞环比较器对磁链和转矩进行直接控制,导致出现开关频率不恒定,磁链和转矩脉动大的问题,提出一种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法。根据感应电机的数学模型,建立磁链、转矩双闭环PI控制回路。直接以磁链和转矩作为控制量,采用空间电压矢量调制策略。该方法具有矢量控制连续平滑和直接转矩控制快速响应的特性。仿真和实验结果表明,相对于传统的直接转矩控制,基于空间矢量调制的直接转矩控制方案的开关频率恒定,大大减小了转矩脉动,改善了电流和磁链波形,使系统具有良好的动、静态性能,验证了该方法的可行性和有效性。

新型无扇区空间矢量脉宽调制算法

传统的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法需要进行扇区判断,各个扇区的表达式不统一,编程实现复杂。本文通过对电压空间矢量脉宽调制原理的深入分析,建立了一种特有的两相空间120°坐标系,并提出了一种基于新坐标系下的电压空间矢量脉宽调制的新算法。该算法改变了传统调制算法基于扇区的实现方式,无需扇区判断即可直接求解三相桥臂开关的占空比;通过简化中间量的运算步骤实现了对开关信号的直接求解。与传统调制方法相比,大大简化了数字实现,提高了实时性。仿真及实验结果表明了该方法的正确性和可行性。

一种快速的多电平空间矢量调制算法研究

针对电平数目较多的多电平逆变器在空间矢量调制时出现的空间矢量定位困难和计算量大的问题,提出了一种将坐标轴沿坐标原点顺时针或逆时针旋转45°的快速空间矢量调制算法。仿真结果表明该算法具有快速性,易于实现,电路输出的电压相量轨迹基本逼近标准圆,输出电压谐波较少。

矩阵整流器开关函数算法与电流空间矢量调制算法的研究

通过理论分析和仿真验证方法,研究了新型降压型矩阵整流器算法应用中的几个关键问题。建立了平衡与不平衡供电条件下矩阵整流器的开关函数算法,证明了平衡供电条件下该算法仍然能够实现MR的四象限能力,也证明了该算法与MR输入电流空间矢量调制(SVM)算法具有本质上的共性,并在详细分析平衡供电条件下电流SVM算法的基础上,给出了适用于3种不平衡供电条件下改进的电流SVM算法,包括波形畸变、幅值不平衡和初相不平衡,并且通过合理安排零矢量的作用区间而设计了一种共模电压抑制方法,使得共模电压降低一半,最后部分提供了基于Simulink7.0的仿真分析结果,验证了理论分析的正确性。

三电平电压型逆变器空间矢量调制算法的研究

本文提出一种三电平逆变电路空间矢量调制的算法。在每个控制周期中加入固定作用时间的输出矢量 111,避免了在参考矢量切换扇区时可能出现的矢量突变问题。由于输出矢量的选择和作用时间的计算都是在静止的α β坐标系下完成 ,这种算法避免了常规空间矢量调试算法中复杂的三角函数的运算 ,只需要简单的算术运算即可实现空间矢量的调制。此外 ,还提出一种简单易行的中点电位控制方法实现了中点电位稳定。仿真和实验结果证明了所提出算法的有效性。