基于脉冲宽度调制控制策略的零电流开关高功率因数AC/DC变换器

目前,对单级功率因素校正电路的研究大多集中在小功率应用领域,为此该文提出一种能够应用于中大功率场合、实现了零电流开关的单级高功率因数AC/DC变换器拓扑。通过在全桥变换器中增加辅助开关实现了PWM控制,它不仅能够在很宽的负载范围内实现零电流开关和功率因数校正,而且解决了全桥谐振电路中。在不采用移相控制的情况下,必须采用PFM控制策略的问题。与2级式功率因数校正电路相比,提高了动态响应的速度、降低了成本,并且开关管的电压应力较低。仿真和实验分析验证了变换器的优越性。

基于三维空间矢量脉冲宽度调制的三相四线制有源电力滤波器

建立了三相四线制三桥臂有源滤波器的主电路拓扑和数学模型,提出了一种新型三维空间矢量脉冲宽度调制的控制算法,结合直流侧电压控制模型对其进行闭环控制。经试验验证,获得了良好的补偿效果。

基于空间矢量脉冲宽度调制的异步电机直接转矩控制系统

基于直接转矩控制算法的基础上,分析了三相异步电机的数学模型,介绍了直接转矩控制算法各部分的原理,得出利用滞环比较器正确选择电压空间矢量的方法。通过对传统直接转矩控制方法中转矩脉动问题的分析,研究了有效减小转矩脉动的方法。选用基于空间电压矢量脉冲宽度调制的直接转矩控制算法(TDC-SVPWM)减小转矩脉动,并介绍了该算法的原理。通过Matlab中的Simulink模块,分别搭建传统直接转矩控制(TDC)系统和基于电压空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)的直接转矩控制系统的仿真模型,对比两者的仿真结果,进一步验证了改进后的直接转矩控制系统对改善电磁转矩脉动的有效性。

基于脉冲跳变的空间矢量脉冲宽度调制策略

针对二极管钳位型单相九电平逆变器,分析其工作原理,提取了逆变器工作的有效开关状态。根据伏秒平衡原理和两矢量三段式调制规律,提出了一种基于脉冲跳变的空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略。通过分析所有开关周期脉冲的跳变情况,给出了脉冲类型的判断条件,并根据脉冲类型计算起始和终止电压矢量及其作用时间;同时,应用FPGA设计了模块化SVPWM控制系统,并对该控制系统进行了时钟与资源消耗评估。性能分析结果表明,该调制策略计算速度快、资源消耗小。最后,仿真与实验结果验证了所提调制策略的正确性和有效性,而且能够有效地均衡电容电压。

直流母线电流采样电压空间矢量脉冲宽度调制

针对直流母线采样电机控制系统电压空间矢量脉冲宽度调制问题,分析传统空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)方法的电流采样机理,揭示其在直流母线采样系统中不可观测区域的存在机理,通过定义最小采样时间的概念精确划分出直流母线电流采样不可观测区域,进而通过插入测量矢量和补偿矢量提出直流母线采样电压空间矢量脉冲宽度调制(SSVPWM)方法及其电流重构策略。通过实验验证了所提方法的电流采样误差低于2%、相电流高次谐波含量低于3%、三相电流畸变率低于1.6%,为高性能矢量控制提供了精确的电流测量。

空间矢量脉冲宽度调制算法的优化

在传统的SVPWM算法的基础上,对计算量大的环节——扇区判断环节、电压矢量作用时间求解环节进行改进,并且使用可以通过估计得到的角度值进行计算,避免了传统方法中的坐标变换、三角函数求解、反三角函数求解以及矢量分解等计算过程.文中提出的算法在matlab/simulink仿真环境下进行了仿真和验证,证明了该算法的正确性.

基于空间矢量脉冲宽度调制的有源电力滤波器死区补偿研究

为了防止逆变器同一桥臂上、下两个开关器件发生直通故障而设置的死区时间使得逆变器无法对指令电流实现精确跟踪,影响有源电力滤波器(APF)的补偿效果,对死区效应的影响进行分析。结合空间矢量控制方法的特点,提出了一种简单、有效的脉冲直接补偿方法。该方法能够精确地消除死区效应的影响,并通过Matlab建立APF的仿真模型。仿真结果验证了该补偿方法的有效性。

无三次谐波电压输出的空间矢量脉冲宽度调制技术

本文针对空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)技术使得电压源型逆变器(VSI)输出电压中含有三次谐波的问题,提出一种新的方法,使得输出电压中不再含有三次谐波。首先分析了SVPWM存在三次谐波的原因是每个载波周期中三个输出端电压的平均值不为零。在此基础上,本文提出一种新的开关管开通和关断时间的计算方法,使得每个载波周期三个输出端电压的平均值为零,从而确保输出电压中没有三次谐波。最后通过仿真,验证了本文所提方法的有效性。

空间矢量脉冲宽度调制整流器试验平台研制

以大功率专用变频器研制为背景,开展大功率整流装置软件算法的研究。采用电压空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)的控制方式实现整流,对整流器试验平台进行整体设计,从软件的角度对双环控制策略及三相软件锁相环(PLL)、解耦控制和启动冲击抑制等关键技术进行研究。在CCS5.1的平台上通过对主控芯片TMS320F28335编程,对整流器控制程序和控制算法进行设计验证。通过硬件试验平台进行调试试验,结果验证了软件控制程序的正确性,SVPWM整流器能达到预期的技术指标。

并联逆变器变开关频率交错零矢量PWM方法

零序环流抑制是交错并联逆变器正常运行的一个关键技术问题,过大的零序环流峰值将会增大开关管的电流应力,降低系统效率。该文在传统交错空间矢量调制的基础上,提出一种变开关频率交错零矢量脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)方法。建立交错零矢量PWM的零序环流时域模型,分析输出电流纹波特性以及电气参数差异对环流特性的影响。在保证最大零序环流峰值不变且输出电流纹波满足系统要求的前提下,引入变开关频率控制,并给出变开关频率交错零矢量PWM的实现方式。最后,实验验证所提方法的有效性。

新型零电流转换脉冲宽度调制式转换器

本文提出一系列新型零值转换脉冲宽度调制转换器。

基于空间矢量脉冲宽度调制优化算法的集成电驱效率提升

以某纯电动汽车集成电驱系统为研究对象,为提升纯电动汽车续驶里程,综合分析集成电驱系统效率提升方法,针对当前较少研究的电机控制器领域,文章建立绝缘栅双极型晶体管功率损耗模型,提出基于空间矢量脉冲宽度调制的变开关频率优化算法。仿真结果表明,变开关频率优化算法相比固频算法开关损耗可降低49.46%~50%,进一步台架试验及整车续航测试结果表明,优化后电驱系统在中国轻型汽车行驶工况下的驱动综合效率提升了1.04%,整车续航里程提升了25.86km,为集成电驱系统效率提升及其电动汽车续航里程提升提供理论与实践参考。

互补非零矢量单传感器相电流重构策略

针对传统单传感器直流母线采样系统中相电流重构盲区问题,该文分析传统空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)技术的电流采样方法和重构盲区产生的原因,精确地划分电压空间矢量平面的各个区域。提出一种互补非零矢量脉宽调制(CNSVPWM)方法,通过在中调制区添加互补非零矢量来延长电流采样窗口的时间,满足直流母线电流最小采样时间要求,消除了电流重构盲区,拓展了电机的运行范围。仿真及实验结果表明,采用CNSVPWM方法电流总谐波畸变率(THD)低于6.15%,重构误差低于3%,电机在动态工况下运行正常。

基于SVPWM调制策略的T型三电平逆变器研究

针对T型三电平逆变器在新能源发电领域的广泛应用,分析了T型三电平逆变器的结构和工作原理,阐述了空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)策略的思想,详细介绍了参考电压矢量位置判断、基本矢量作用时间计算和基本矢量作用时序生成三个步骤的实现方法.借助Matlab/Simulink软件搭建了基于SVPWM调制策略的T型三电平逆变器的仿真模型,仿真结果验证了仿真模型的正确性和SVPWM调制策略的有效性.

新型脉冲宽度调制整流器控制策略的研究

为减少开关损耗和提高系统动态性能,提出了一种新的脉冲宽度调制整流器的控制策略,将滞环空间矢量法、功率器件最小切换原则与负载电流矢量前馈控制方法相结合,使系统在保证动态性能的情况下减少了功率器件的开关频率,又使系统对PI参数的依赖性大大降低,且能克服网侧电压的畸变与不平衡。利用Matlab/Simulink仿真验证,方案的可行性。结果证明,该方法确实能获得期望的性能。

用于改善电流过零点畸变的Vienna整流器空间矢量调制策略

Vienna整流器在空间矢量调制(SVM)下输入电流过零点会产生畸变,降低电流总谐波畸变率(THD)。本文首先针对采用dq坐标系双环控制下的交错并联Vienna整流器,从SVM等效调制波的角度阐述了Vienna整流器输入电流过零点畸变的原因,并提出一种过零钳位空间调制策略,通过优化输入电流过零点附近扇区内冗余矢量的分配,避免输入电流过零点的畸变,降低了输入电流THD,该策略实施简单,无需额外计算量。其次,分析这种调制策略的适用范围以及对Vienna整流器中点电流、电感电流纹波的影响。结果表明,和传统SVM相比,本文所提方式适用范围广,在抑制电流过零点波形畸变的同时能够减少附近的电流纹波。最后,通过仿真和实验验证了所提调制方式的有效性和理论分析的正确性。

空间电压矢量PWM过调制技术的应用与研究

在电动车驱动中 ,为了解决电池低电压下输出大转矩的问题 ,研究设计了空间电压矢量PWM的两种过调制方法 ,实验结果表明能够有效提高输出电压 ,提高输出转矩 。

一种新型直流环节谐振逆变器的空间矢量脉宽调制方法

为了实现一种结构简单,控制方便,高效率,高功率密度的逆变器的应用,该文提出一种适合于直流环节谐振逆变器的SVPWM的数字控制策略,使每个开关周期只需要一次谐振网络的谐振就可以实现逆变桥的三个桥臂开关管的ZVS,大大减少了谐振网络的工作次数,这对减少开关损耗,提高开关频率,提高直流母线电压利用率都有很大的好处。归纳出新型SVPWM的发生逻辑并采用FPGA产生所需的SVPWM驱动脉冲以减小DSP的计算时间开销。此新型数字控制策略与传统的数字空间矢量控制之间接口非常方便,传统SVPWM的输出可作为FPGA的输入,从而可保留传统SVPWM的控制算法部分。仿真波形和实验结果验证了新型空间矢量PWM算法的正确性和可行性。

三相逆变器随机空间矢量脉宽调制选择性电压谐波消除方法

传统随机脉宽调制(RPWM)策略不能选择性消除或降低系统特定次频率谐波。该文提出一种三相电压型逆变器随机SVPWM(RSVPWM)选择性电压谐波消除方法,利用脉宽调制(PWM)脉冲傅里叶级数中的前后项相互抵消,消除特定次频率谐波,并给出两种选择性电压谐波消除思路。在此基础上,利用占空比、随机整数k、开关频率范围和待消除频率,计算开关周期值,推导开关周期、随机整数k以及其对应频率上下限的通用公式。该方法在实现传统RPWM功能的同时,还能选择性降低特定频率及其整数倍频率的噪声功率,仿真和实验结果证明了该方法的有效性。

多电平通用空间矢量调制集成电路及其FPGA实现

提出一种多电平变流器空间矢量控制(space vector modulation,SVM)集成电路(integrated circuit,IC)的设计方法。所提出的多电平SVMIC是建立在参考电压分解的通用多电平SVM算法的基础上,适用于任何电平数目的多电平变流器。采用可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array,FPGA)实现所提出的多电平SVM IC。基于FPGA的多电平SVM IC具有高速的处理能力,在数字控制器中专门用于脉冲信号的发生,可解决多电平SVM算法占用数字信号处理器(digital signal processor,DSP)计算资源过多的问题,并可实现较高的开关频率。并且采用所提出的多电平SVM IC可大大加速产品的开发周期。通过在1台9电平级联式变流器上的试验结果对所提出的多电平SVM IC进行验证。