基于三角波载波控制的单相电压型并网逆变器研究

针对单相电压型并网逆变系统,设计了电流内环、电压外环的双闭环控制系统,建立了内外环数学模型;运用MATLAB/Simulink建立了单相并网逆变系统仿真模型,对双闭环控制系统及滤波电路的性能进行了验证分析。结果表明,基于三角波载波的双闭环控制,具有较高的稳态精度和较快的动态响应。

基于载波频率成分法的内置式永磁同步电机无位置传感器控制

在分析内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)在两个静止参考轴系中的高频成分数学模型基础上,研究一种基于载波频率成分法的无位置传感器控制策略。为了能够提供持续的载波频率成分信号,采用三相三角波载波SPWM调制方式。推导了该调制方式下IPMSM的载波频率成分电流方程,根据载波频率成分电流峰值表达式中包含的转子位置信息实现了对IPMSM转子位置的估算。仿真和实验结果验证了该估算方法能够准确地实现IPMSM在全速域内的无位置传感器运行。

基于变换法的三角波阻容耦合PWM控制器非线性分析

经阻容耦合的三角波载波信号会影响PWM控制器的传输特性。为研究阻容耦合后耦合信号的变化及其对PWM控制器传输特性的影响,通过对模型电路的分析并运用拉普拉斯(Laplace)变换方法求解出了三角波信号激励下阻容耦合电路的时域响应,再由具体数据仿真得出耦合参数对耦合效果和PWM控制器传输特性的影响并分析了产生这些影响的原因。通过仿真实验发现耦合电容取值偏小时,会导致耦合效果差,耦合波形失真严重,PWM控制器的传输特性变得非线性,从而使得PWM控制器的输出与期望偏差较大,不能满足要求,同时,耦合电路的时间常数偏小,也会使耦合效果差,影响PWM的传输特性。最后,还给出了工程应用中耦合电容和时间常数的参考值选择。

永磁同步电机转子磁极的极性判别方法

针对永磁同步电机转子磁极的极性判别问题,依据电枢绕组的磁饱和特性,从电机的高频数学模型入手,提出一种以PWM逆变器载波频率成份作为高频信号源的极性判别方法。为了能够产生旋转的载波频率成份信号,逆变器采用三相三角波载波SPWM调制方式,并给出了该调制模式下的载波频率成份电压表达式。推导了α-β坐标系下的载波频率成份电流矢量方程,方程中的饱和分量幅值包含转子磁极的极性信息。利用外差处理电路提取饱和分量,进而实现了对永磁同步电机转子磁极的极性辨别。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。该方法不需要知道电机的精确参数,也不需要向电机注入额外的特定高频信号,能够判别PMSM转子磁极的极性。

PWM控制器中阻容耦合导致的非线性分析

为研究受阻容耦合影响后PWM控制器传输特性的非线性,通过定量的理论分析,得到三角波信号激励下阻容耦合的时域响应,并由具体数据仿真实验得出耦合参数对PWM控制器传输特性的影响。通过仿真和实验发现,时间常数偏小时,响应存在超前、衰减和斜率变化3个特征。其中衰减特征影响PWM控制器传输特性的灵敏度和控制范围,即输出幅度衰减,PWM控制器的灵敏度上升、控制范围变窄;斜率变化特征导致PWM控制器传输特性的非线性,即波形的上升段斜率会由大变小、下降段斜率绝对值由大变小。

数字化逆变弧焊电源采样策略研究

针对常规数字化逆变电源焊接电流采样可能出现的问题,提出了一种PWM三角波载波顶点同步采样焊接电流的方法,既避免了开关管开关的信号干扰,又可得到每个PWM控制周期的焊接平均电流,保证了焊接电流采样的准确性。同时分析了焊接电缆等效电感对电弧电压测量的影响,提出了两种易实现的电弧电压采样方法,确保电弧电压测量准确。整个控制系统采用离散PI调节器进行电流控制,应用所提出的电流电压采样策略,通过试验验证了该方案可以确保焊接电流稳定,响应速度快,超调小,测量电弧电压准确、稳定。