最小开关损耗空间矢量调制的谐波分析

最小开关损耗空间矢量调制是目前应用广泛的开关调制策略。文中将常见的几种最小开关损耗空间矢量调制方法的调制波显化 ,并对其谐波进行了定性分析。根据相电压调制函数 ,通过双重傅里叶变换 ,得到了最小开关损耗空间矢量调制的频域数学模型 ,并由此对其谐波特性进行了定量的数学分析 ,得到了一些结论。这些结论对进一步研究最小开关损耗空间矢量调制技术的输入输出关系、传输带宽有重要的意义。

开关损耗优化的级联型逆变器全区域空间矢量调制策略

利用错时采样技术将级联型逆变器的多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)简化为逆变器各层采样点相互错开,每个采样点仅需控制某层3个功率单元的分解三电平SVPWM调制;通过分析功率单元H桥电路的内在关系,本文从三电平短矢量的6种冗余开关形式中选出一种开关损耗最优的开关动作序列;推导出逆变器正常运行状况下的线性调制策略,以及故障运行状况下维持输出基波电压不变的三电平过调制策略;最后利用傅里叶级数推算出线性调制和过调制区域内输出基波和谐波电压幅值的计算公式。通过样机实验表明,本文提出的调制策略在保证开关损耗最优的前提下,不仅可以应用于线性调制区域,而且也可以应用于过调制区域,同时两个区域内都能保证基波电压的幅值随调制比成线性输出关系。在功率单元直流电压下降或部分功率单元故障旁路时,使用过调制策略可以使系统从线性工作状态平稳过渡到六阶梯波状态,直至六阶梯波时输出最大值;同时,相应过调制算法易于软件实现,是一种适用于级联型逆变器的全区域调制方法。

基于最小开关损耗的SVPWM调制技术

分析了空间电压矢量(SVPWM)的基本原理,给出了SVPWM技术的几种优化措施,并在此基础上提出一种根据负载功率因数角动态分配零矢量的方法。理论分析和仿真结果表明,采用该方法能达到最小开关损耗。

具有低开关损耗的电压空间矢量PWM算法研究

基于空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)基本原理,在MATLAB6.5.1/SIMULINK环境下构建SVPWM的仿真模型,通过对SVPWM算法的三相逆变仿真实现,得出易于实现数字化控制系统的原理;改变算法中载波比,以实现较低的开关损耗,得到稳定的输出特性。

矩阵变换器空间矢量法减少开关损耗的探究

矩阵变换器开关损耗分为静态损耗和动态损耗,研究发现动态损耗大于静态损耗,因此减少开关次数是减少开关损耗的关键。减少开关次数的传统方法是在一个PWM周期内,合理安排开关次序来减少开关的损耗。本文基于空间矢量法,介绍了在一个扇区周期内合理安排开关次序来减少开关损耗的方法。

FPGA平台实现最小开关损耗的SVPWM算法

详细分析了SVPWM的原理,介绍一种根据负载的功率因子来决定电压空间零矢量的分配与作用时间的SVPWM算法,使得桥臂开关在通过其电流最大时的一段连续时间内没有开关动作。这样在提高开关频率的同时减小了开关电流,以此得到具有最小开关损耗的SVPWM算法。Simulink仿真结果验证了理论的正确性,ModelSim的仿真结果表明该算法在FPGA平台上实现的可行性。

最小开关损耗电压源整流器死区补偿技术的研究

为了提升电压源整流器的效率,并抑制开关死区时间对整流器性能的影响,需要对开关损耗和死区效应问题进行分析。给出了实现最小开关损耗技术的SVPWM算法,有效降低了系统损耗。同时对整流器死区效应进行了讨论,提出了一种优化的死区设置方法,避免了死区畸变电压的产生,使整流器无需对死区进行补偿。利用MATLAB/Simulink对电压源整流器进行了仿真分析,仿真结果证明了上述方法的正确性和有效性。

基于最小开关损耗RPWM逆变器的仿真研究

提出了一种基于最小开关损耗的随机脉宽调制技术。该技术在空间电压矢量的基础上,采用随机改变开关频率,同时变化零矢量分配的方法,达到降低开关损耗和有色噪音的目的。仿真试验结果证明了该方法的正确性与可行性。

一种开关损耗优化的Z源逆变器调制策略

现有的Z源逆变器调制策略较少考虑功率因数的变化。当功率因数变化时,由于通过开关器件的电流发生相位变化,原有调制策略所产生的开关器件损耗便不是最优的。该文提出一种广义Z源逆变器空间矢量调制(ZSVM2)策略,可以实现功率因数小于1时开关损耗最优。该文通过分析Z源逆变器独有的直通电流分布情况,得到开关损耗的计算方法。通过移动开关器件所通过的直通电流与交流电流相对位置,找到最低开关损耗发生位置。最后,通过Matlab/Simulink并联合PLECS仿真证明了所提出调制方法的有效性,同时搭建了小功率平台进行实验验证。该策略不与其他控制策略冲突,可以在此基础上叠加其他策略。

维也纳拓扑在断续空间矢量调制下开关序列切换优化

维也纳拓扑的可用空间矢量受电流影响的特性,使得断续空间矢量调制开关序列切换时的衔接问题变得严重。为了探明衔接问题的机理并降低其影响,首先分析在电流不变向时开关序列切换的可能情况,推导计算了在电流变向时因为理想扇区和实际扇区间的滞后超前偏差导致的矢量合成误差,进而给出在切换前后选择特定开关序列的优化策略;然后对目前常见的断续矢量调制方案的衔接情况进行分析,并结合优化策略给出优化方案;最后,通过仿真和实验验证了优化方案可以实现平滑的开关序列衔接,且实现算法简单,具有一定的实用性。

空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术特点及其优化方法

从电压利用率、调制波分析和开关损耗几个方面分析了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术与常规正弦脉宽调制(SPWM)技术的区别和联系,给出了SVPWM技术的几种优化措施.理论分析和仿真结果表明将每相电压正、负半周各6 0°的不开关扇区对称分布于电流峰值两侧的优化SVPWM调制技术是最为理想的控制策略.实际系统的运行结果证明,采用这种调制技术后。

电机控制中电压空间矢量脉宽调制算法的探究

分析了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法中变换矩阵系数k与输出电压Uout的关系,指出在正弦波条件下,k为2/3时,Uout为相电压,k为(2/3)1/2时,Uout为线电压.建立了绝缘栅双极晶体管开通和关断的动态过程模型,推导出开关损耗与开关频率的关系式,指出开关损耗与开关频率成正比而与占空比无关.研究结果表明,以000矢量开始和结束的开关模式在扇区切换过程中没有开关状态的变化,因而在扇区切换过程中没有产生开关损耗,5段式SVPWM的开关损耗比7段式的少了1/3,在其他开关模式中,由于存在扇区切换过程的开关损耗,5段式SVPWM的开关损耗比7段式的少将近1/3.上述结论为有关技术人员在设计系统时选择最佳算法提供了依据.

三相准Z源并网逆变器的简单升压改进空间矢量调制策略

提出一种大升压比三相准Z源并网逆变器及其三种简单升压改进空间矢量调制(SVM)策略,把两种已有的改进SVM用作简单升压调制,并对该逆变器采用五种简单升压改进SVM策略下的逆变桥和阻抗网络二极管开关损耗、储能电感损耗、储能电感和滤波电感电流纹波、输出并网电流总谐波失真(THD)等性能参数进行深入的比较研究,得出采用直通矢量位于零矢量与有效矢量之间的四段直通简单升压改进SVM时该逆变器综合性能最优。准Z源并网逆变器由大升压比准Z源阻抗网络、三相逆变器级联构成;简单升压改进SVM策略具有最大化利用零矢量作用时间、功率管开关损耗和电压应力小、升压能力强等优点。实验验证了该逆变器的可行性和理论分析的正确性,为实现低输入电压或宽变化范围输入电压的光伏、风力等新能源并网发电系统奠定了关键技术基础。

五相电压源逆变器最近四矢量最小谐波电压调制方法

为了优化五相电压源逆变器(voltage source inverter,VSI)空间矢量调制的输出电压,降低输出电压的谐波分量,减少在五相电机所产生的谐波电流,降低电机运行噪声,提出一种谐波电压最小的最近四矢量五相空间矢量调制算法。通过引入合成基本矢量的方法,在三次谐波子平面对谐波电压进行数学分析,得到了最小谐波电压的调制算法。在最近四矢量的正弦调制区,选取合适的合成基本矢量,可使相电压谐波成分抑制为零;在非正弦过调制区,通过谐波最优解来求出空间矢量所在扇区的两合成基本矢量的大小,实现最小谐波的空间调制算法。通过仿真和实验,同两矢量和改进四矢量调制算法进行比较,仿真和实验结果验证了所提出方法的正确性和可行性。

一种带约束的电压空间矢量脉宽调制方法

为解决传统调制方法中的最小脉宽问题,提出了一种带约束的电压空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)方法。首先,建立新的三相桥臂坐标,取消了扇区的划分和判断;其次,将基本电压空间矢量由8个减小为3个,并将其作用时间与三相桥臂的导通时间一一对应;再次,通过增加约束条件,将传统SVPWM方法的调制过程及其结果离散化,从而避免了窄脉宽的出现;最后,给出了一种快速的计算策略,其计算量仅与SVPWM方法一个扇区的计算量基本相同。相对于SVPWM方法,所提方法调制的基波与杂波在频谱上的分布更清晰,低次谐波较少,有利于进行低通滤波处理,更适合较高电压和较大电流的逆变要求。仿真及实验结果均验证了该方法的可行性。

CPLD实现快速低开关损耗的优化SVPWM算法

介绍了利用ALTERA公司的MaxplusⅡ软件及ACEX芯片 ,基于一种用于三相电压型逆变器的优化SVPWM算法 ,来实现变频调速系统 ,该算法采纳Kohonen神经网络的优点。选择适当的调制方法和改进的算法不但可以显著地缩短计算时间 ,且显著减少开关损耗。用复杂可编程逻辑器件 (CPLD)来实现这种算法非常简单合适。

隔离型三相并网逆变器的开关损耗优化控制

提出了一种降低隔离型并网逆变器开关损耗的增益型空间矢量脉宽调制(G-SVPWM)方法。对并网逆变器系统各部分的功率损耗进行了分析,并将其分为两种类型,其中铜损耗与铁损耗定义为不可控损耗,功率器件IGBT与二极管的开关损耗定义为可控损耗。可控损耗的降低可通过向SVPWM算法中的三相参考电压配置增益环节来实现。这种G-SVPWM控制方法简单,软件算法易实现,实验结果验证了其可行性与正确性。

六相逆变器空间矢量脉宽调制策略的分析与优化

为提高六相电压源逆变器的稳定性,最大限度地降低系统功率损耗,通过分析六相电压源逆变器相邻四矢量控制策略,并结合其本身所具有的开关特性,合理利用不同类型的零电压矢量,并调整其在一个开关周期中的作用时间,以达到改善功率器件开关模式的目的,从而优化了六相电压源逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略.仿真结果表明,传统的电压矢量调制方式相比,该方法在不同调制深度下具有理想的谐波特性,同时可以有效地降低逆变器开关损耗.

低开关损耗SVPWM整流器的实现

提出一种将两相调制技术应用于SVPWM整流器从而获得低开关损耗的控制算法,基于TMS320F240 DSP进行数字实现,并验证了可行性。

三电平变流器中点电位平衡及低开关损耗SVPWM策略

分析二极管钳位型三电平变流器主电路原理。在此基础上,结合大功率变流器自身控制的要求与特点,基于不连续空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,提出一种能够同时降低开关损耗和控制中点电位平衡的混合调制策略。该策略包含通过检测变流器交流侧三相瞬时电流的方向以及直流侧两个电容的电压差值来切换矢量序列方式,实现中点电位平衡控制和选择电流最大相或较大相不动作来降低开关损耗两个部分,这两个部分之间采用滞环控制方式进行切换。最后,通过仿真和实验验证了所提混合调制策略不仅能够实现中点电位平衡控制,而且还能有效地减小开关损耗,实现算法简单,在工程实践上具有一定的实用性。