基于单极性倍频SPWM调制的电阻焊逆变电源

由于单相工频电阻焊机存在工作电流不连续,易产生飞溅,功率因数低的问题。设计了一种基于单极性倍频SPWM调制的电阻焊逆变电源控制方案,将三相工频交流电网电压整流后,采用SPWM逆变技术实现恒流、恒压控制,电源输出电流连续,电流尖峰小,热效率高以及功率因数高的目的。对于某些需要较短焊接时间的焊接工艺,还可提高输出电流频率,实现较短时间焊接。

单极倍频与单极性调制策略对比及特性分析

以单相全控桥式逆变电路为基础,详细分析了PWM控制技术中单极性调制与单极倍频调制的控制差异。通过开关管的状态分解和输出波形对比,阐释了单极倍频调制方式下的倍频效应。通过面积等效原理得出两种方式下的电压输出表达式,总结其调制关系,并根据双重傅里叶变换得出谐波分布规律和差异。论述过调制状态下波形、调制效果及谐波的影响。最后通过MATLAB/Simulink仿真验证控制策略及理论分析的正确性。

基于AHB总线的单极性倍频SPWM发生器IP核设计

针对电力电子领域对正弦脉冲宽度调制波形的需求,基于西安智多晶微电子生产的SA5Z系列国产FPGA平台,提出一种由Cortex-M3内核通过AHB总线控制的单极性倍频SPWM调制IP核,其内部具有三角波发生器与正弦波发生器,通过数字化自然采样法比较基波与载波生成的SPWM波形,并在波形中插入死区后生成互补波形输出。通过ModelSim软件仿真了IP核内部运行状况,采用示波器观测了实际输出信号。分析、测试表明该IP核效果良好,可以通过配置相关寄存器灵活地输出带有死区、互补输出的单极性倍频SPWM波形,体现出FPGA在电源控制领域的优势。

6kV·A逆变器滞环调制与单极性SPWM倍频调制的比较

分析了电流型滞环调制和单极性SPWM倍频调制逆变器的原理,然后讨论了两种调制方式下输出滤波器的设计,并在此基础上制作了两台6kV·A逆变器样机并给出了输出波形和输出THD。通过理论分析和实验结果可知电流型滞环调制的逆变器稳定性要优于SPWM调制的逆变器,但要获得相近的输出THD值,前者所需要的输出滤波器要远大于后者。

单极性弱倍频SPWM逆变器控制技术

单极性倍频正弦脉宽调制（sinusoidal pulse width modulation,SPWM）驱动波半周内的矩形脉冲数为偶数（倍数）。该驱动方法在输出电压波形对应基波电压峰值的部分有一个最小的关断脉冲,当系统高功率因数时,会产生很大的损耗。针对这一问题,考虑取消在输出电压波形对应基波电压峰值处的最小关断脉冲,使驱动波半周内的矩形脉冲数为奇数,形成单极性弱倍频SPWM控制的新方法。根据现有的SPWM控制方法,建立了逆变器仿真模型,分析了单极性弱倍频控制下逆变器输出电压的谐波含量和开关器件的损耗。在理论和仿真分析的基础上搭建了硬件平台,实验验证该方法相比单极性倍频SPWM在保持谐波总含量基本不变的情况下,降低了开关损耗。实验的结果表明在新的控制方式下逆变器效率提升1.6%~2.0%。

单极性倍频SPWM波形生成及其谐波分析

单极性倍频SPWM调制技术具有输出波形谐波抑制能力好,输出波形脉动频率高而开关管的损耗并不增加等优势.综合分析了四种单极性倍频SPWM算法,并用MATLAB进行了谐波分析,在此基础上比较了各种算法的优劣,最后在TMS320F2812上予以实现,为工程实践提供了的依据.

单极性倍频SPWM谐波分析

分析了单相桥式输出相电压的傅里叶级数关系,再将互为反相的两相相电压傅里叶级数作差得到输出线电压的傅里叶级数关系,通过分析得到其谐波分布特性;搭建了Simulink仿真模型并进行验证,分析了调制度和载波比对SPWM总谐波畸变率的影响,结果表明仿真与理论分析结果一致,可根据结论提高逆变器的性能。

基于加权平均采样的单极性倍频调制策略研究

针对对称规则采样引起非期望载波谐波,非对称规则采样增加控制器计算负担等问题,提出了一种加权平均采样脉冲宽度调制(PWM)策略。通过对调制信号进行重构,利用双重傅里叶变换建立了精确谐波解析表达式,并分析了不同加权系数对逆变器输出谐波性能的影响,详细阐述了该单极性倍频调制策略的应用优势及其具体实现方法。实验结果表明,所提出的调制策略可有效抑制单极性倍频调制输出的奇数倍次载波谐波,且算法简单易于实现,降低了系统对控制器的实时性要求。

一种基于模拟电路的倍频单极性SPWM控制策略

单极性倍频SPWM调制技术具有输出波形谐波抑制能力好,输出波形脉动频率高而开关管的损耗并不增加等优势。本文介绍了一种利用模拟元件实现倍频单极性SPWM的控制策略,从理论的波形图出发,逐步推导出设计方案,弥补了有关书籍的空白。

SPWM逆变电源的单极性控制方式实现

对单相全桥电压型SPWM逆变器的两种单极性控制方式进行了研究 ,并将其中一种方式应用于控制一个单相全桥式电压型SPWM逆变电源。

SPWM逆变电路调制方式阐述及实验教学设计

SPWM(正弦脉冲宽度调制)调制方法作为电力电子技术课程中的重要知识点,对学生理解高频逆变电路的调制原理和掌握后续课程有深远影响。理论课讲解时仅给出了作为调制波的正弦波和作为载波的三角波以及比较后的PWM波形,并根据正弦波半周期内载波和比较后输出PWM波形的极性来判断调制极性。现有实验台双极性SPWM调制实验因设计有箝位环节,学生实验测录到的比较器输出波形只有零或高电平,导致许多学生误判为单极性调制,而正确判断单极性还是双极性应根据逆变器桥臂中点电压的极性或者是加到各开关管的驱动信号逻辑关系。针对此问题,设计了单极性与双极性实现的Matlab仿真图和DSP编程实现的单相全桥逆变电路实验装置。

新型单相双Buck并网逆变器

光伏并网逆变器是将太阳能转化成电能不可或缺的装置。设计高质量、高效率和高可靠性的逆变装置,具有重要意义。选择双降压全桥电路拓扑,没有桥臂直通的危险,无需设置死区时间,提高了并网电流的波形质量。采用单极性倍频SPWM算法并对工作模态进行了分析,搭建了Matlab仿真模型和500 W实验平台,通过仿真模型和实验平台的实验分析对比,验证了方案的正确性。

基于双闭环控制的单相逆变器研究

针对逆变器带非线性负载时畸变电流在逆变器出阻抗上产生谐波压降导致输出电压波形畸变的问题,建立了单相逆变器的数学模型,确定了固定开关频率的电压外环电感电流内环的瞬时值双闭环控制策略,采用单极性倍频调制方式,搭建了以STM32为控制核心的单相逆变器实验样机并进行了相关实验。实验结果表明,在双闭环控制策略控制下逆变器输出电压波形可得到及时补偿,输出电压波形正弦度高,电压谐波含量小。

采用复合控制的SPWM逆变电源研究

针对低压直流供电逆变电源的特点,在逆变电源的主要控制策略和单极性弱倍频SPWM控制方式基础上,提出了一种用于逆变电源的复合控制方法,介绍了该复合控制方法中电压有效值环控制、DC分量控制、重复控制及电压电流双闭环瞬时值控制等控制环节的设计机理。以DSC MC56F8346为控制核心,设计了一款4 k V·A低压直流供电的逆变电源原理样机,给出了详细的软硬件实现方法,并进行了实验验证,结果表明了采用这种复合控制方法进行SPWM逆变电源设计的可行性。

基于CPS-SPWM策略控制的级联H桥逆变器研究

针对传统两电平逆变器拓扑结构已无法满足中高压大容量电动机领域场合应用的问题,以级联H桥为基本拓扑,分别研究了双极性载波移相SPWM调制策略及单极倍频载波移相SPWM调制策略的基本理论和仿真实现,并比较了二者的优缺点。对H桥数量、调制度、调频比等可能影响波形质量的因素进行对比分析。结果表明,载波移相SPWM(CPS-SPWM)调制策略具有等效工作频率高、开关损耗小、动态响应速度快等特点,适用于级联H桥多电平逆变器。在设计时需要综合详细的主电路拓扑结构、合适的调幅比和调频比,以获得最优的输出波形。

基于DSP实现的SPWM算法在光伏并网逆变器中的应用

介绍了TMS320F28335数字信号处理芯片生成SPWM波,采用等面积算法。先分析了单极性/双极性控制、同步/异步调制、对称规则和不对称规则采样生成SPWM波算法原理,然后运用TMS320F28335芯片进行波形实现,产生的SPWM波,具有速度快、精度高、对称性好等优点。

车载逆变电源逆变器设计中PIC单片机的应用分析

目前,我国的汽车电器市场十分火热,大功率车载逆变器的设计受到了人们的关注。本文笔者结合实验研究,重点分析了车载逆变电源逆变器设计中PIC单片机的应用,具体如下。

1kW光伏逆变系统的设计

针对中小型光伏发电系统的特点,基于两级式变流器结构,前级采用隔离型全桥DC/DC升压电路,使用移相PWM软开关控制,后级采用全桥逆变电路,使用单极性倍频SPWM控制,研制了1k W的光伏逆变系统。该系统具有独立/并网两种工作模式,可稳定输出标准正弦单相220V/50Hz交流电压。

400Hz逆变电源新型多环控制系统

提出一种基于单极性倍频正弦脉宽调制(sine pulse width modulaton,SPWM)调制方式的新型多环控制逆变电源控制系统。通过对组合式400 Hz三相逆变电源系统中相位不平衡的分析,提出一种基于相位反馈的多环控制策略;针对大功率逆变电源系统输出电压谐波含量较高的问题,将新型多环控制策略与单极性倍频SPWM调制方式相结合,并给出上述控制系统在DSP中的实现方法。该控制系统能够实现相位自动调整,并将输出电压谐波含量控制在2%之内。最后通过系统仿真对比实验证明该控制系统的先进性,并通过实验验证该系统的正确性。

近地表电磁探测多频数字驱动信号产生技术

针对近地表频率域电磁探测对发射信号的要求,以单极性倍频正弦脉宽调制技术(Si-nusoidal pulse width modulation,SPWM)为基础,利用现场可编程门阵列(Field-programma-ble gate array,FPGA)作为硬件平台,构建了基于嵌入式NiosII软核的片上系统SOPC(Sys-tem-on-a-programmable-chip);采用硬件描述语言(Verilog)实现多频SPWM的数字算法,产生频率间隔小、谐波失真(THD)低的多频数字驱动信号,克服了伪随机法频率间隔固定、系统结构复杂、位流法过分依赖负载线圈、算法复杂的缺点。最后,通过理论仿真和试验验证了本文方法的优越性。