基于三状态PWM的电动汽车电机驱动系统多模式调制策略研究

在电动汽车电驱动系统中,逆变器中的高频开关动作是产生开关损耗影响逆变器效率的主要因素,特别是为适应驱动电机高速化的趋势,不得不采用较高的开关频率,从而在低速时产生不必要的开关损耗,使逆变器效率偏低。因此,该文提出一种基于三状态脉冲宽度调制(TSPWM)的多模式调制策略来减少逆变器的开关损耗,提高全工况范围的逆变器效率。根据工况动态改变调制模式:在不同转速下采取变载频分段异步TSPWM;根据电机的相电流幅值动态地改变TSPWM不连续调制的钳位模式,使电流幅值较大的相保持在钳位状态以减小损耗。为了解决不同模式切换时相位突变导致电流或转矩冲击的问题,提出一种基于载波周期角度计算的电压矢量相位补偿算法,通过精确分析调制模式改变时刻对电压矢量角的影响,计算出切换后的补偿角度对空间电压矢量角进行补偿,从而实现不同模式的平滑切换。最后,通过算法仿真和电机实验验证了所提策略的有效性。结果表明,采用基于TSPWM的多模式调制策略的电机驱动系统,其逆变器效率得到了显著提升,且具有较小的共模电压。

基于SHEPWM的多模式调制切换策略研究

以大功率电力机车牵引传动系统为背景,针对其逆变器开关频率最大值较低的特点,采用一种基于SHEPWM的多模式调制策略以实现牵引电机在速度全程范围的平滑运行。在综合考虑SHEPWM的实现方法、分析输出电压的谐波成分及电流特性的基础上,对不同调制方式间或相同调制方式的不同载波比之间的切换策略进行深入研究,提出一种基于SHEPWM的三相电压同时切换策略,使控制牵引电机切换的算法显著简化。最后,通过仿真和实验验证切换策略。

基于谐波磁链偏差的多模式调制切换策略研究

在电力牵引传动系统中,通常采用基于优化脉宽调制(PWM)的多模式调制策略,以实现牵引电机全速域的平滑运行。为解决不同调制模式间的切换冲击问题,本文首先分析了切换冲击产生的机理,其根本原因是切换前后谐波磁链出现了突变。然后以谐波磁链分析方法为基础,对优化PWM的定子磁链和谐波磁链关系进行定量分析,提出了一种基于谐波磁链偏差幅值的切换策略,只需要根据切换前后的谐波磁链偏差幅值分布情况即可选择最佳切换点。最后通过仿真和实验证明,该策略实现了不同调制模式之间的无冲击切换,且分析方法具有通用性。

基于压电元件的Lamb波模式调制方法

Lamb波损伤监测技术是近年来结构健康监测研究的热点之一。由于Lamb波传播过程中存在频散及多模效应,监测过程中结构响应信号十分复杂,给信号处理和分析带来困难。根据压电元件激励与传感模型,对Lamb波模式调制及选择方法进行了分析研究,给出了基于压电元件的选择性模式激励与接收原理,实现对期望模式的激发和采集,简化响应信号及后续处理。在铝板结构上的实验研究验证了方法的有效性。

一种基于磁链偏差矢量的多模式调制切换策略

在大功率牵引传动系统中,由于受到逆变器最高开关频率的限制,在全速度范围内一般采用多模式调制。不同调制方式之间的平滑切换对于整个系统的平稳运行有重要影响。文中针对以交流电机为负载的牵引逆变器提出一种基于磁链偏差矢量的多模式切换策略,该方法以切换前后电机转矩冲击最小化为目标,只需要切换时刻的调制比信息即可对任意两种同步调制在不同相位切换前后的定子磁链偏差矢量进行快速计算,并结合多模式调制的实现方式选择偏差矢量幅值最小的最优相位进行切换。该方法在实现切换过程转矩脉动最小的基础上间接实现了电流冲击的优化,避免了复杂的计算和分析,具有非常好的通用性。仿真和实验结果验证了该切换策略的实用性。

基于脉冲插入方法的多模式调制切换策略

大功率牵引传动系统通常开关频率低,在全速运行范围内采用多模式调制策略优化电流波形。为解决多模式调制切换过程中出现的电流冲击和转矩波动,该文对切换过程中电机定子磁链进行研究,提出一种基于脉冲插入方法的多模式调制切换策略。所提策略通过脉冲插入精确补偿切换过程的定子磁链矢量偏差,确保控制切换前后的定子磁链轨迹连续,从而实现定子磁链轨迹的无差跟踪和调制模式的平滑切换。所提方法可在任意采样点实现切换,不依赖具体的电机参数和调制模式,具有良好的通用性。仿真和实验结果验证所提策略的正确性和有效性。

基于开关时刻修正的多模式调制切换策略

电力牵引传动系统通常采用多模式调制策略。为了解决调制模式之间切换产生的电流和转矩冲击问题,该文对调制模式切换引起的定子磁链偏差进行研究,提出一种通用多模式调制切换策略。该策略通过分析改变开关时刻对两相静止坐标系下定子磁链的影响,计算出各相开关时刻的补偿幅度对定子磁链偏差进行补偿,从而实现多模式调制的平滑切换。该策略直接对定子磁链偏差进行补偿,不受具体调制方式和电机参数约束,可实现任意时刻无冲击切换。仿真和实验验证了定子磁链偏差补偿策略的通用性和有效性。

TDRSS多模式调制器设计及关键指标分析

TDRSS多模式调制器可产生多种模式的调制信号,在工程中具有较大的实际应用价值。对跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)信号形式进行了简单分析,针对多模式调制器的设计,介绍了硬件平台的选择、FPGA内的设计实现,并重点分析了几项关键指标。

一种以电流模式调制的电源电路

介绍一款用于神港公司前几年推出的智能仪器的供电电源电路,它采用了功能更强、集成度更高,且以电流模式调制开关管通断的芯片,实施DC/DC变换。文章介绍此芯片的工作原理和以它及相关器件构成的电源电路。

电力机车牵引传动系统的多模式调制策略及切换方法研究

针对交流电力机车牵引传动系统开关频率低的特点,研究了牵引系统的多模式脉宽调制策略以及不同调制策略之间的切换方法,实现了电机控制算法和多模式调制策略的统一框架设计。根据不同调制模式的特点,提出了一种由异步调制切换至同步SVPWM再到同步SHEPWM调制直至方波调制的多模式PWM调制策略;针对不同调制模式在切换过程中出现的问题,使用了一种三相同步的切换方法;为避免电机控制算法和多模式脉宽调制策略之间存在的相角匹配问题,提出了可以简化算法实现复杂程度的统一框架设计方法,并论述了在低采样率下电流调节器和磁链观测器的设计过程;最后,在小功率牵引实验平台实现了无速度传感器电力机车牵引工况下全速域的稳定运行,实验结果验证了算法的有效性。

多模式调制下动车组全速域拍频抑制方法研究

动车组牵引系统在牵引逆变器输出频率接近100 Hz时,牵引电机转矩会产生低频脉动,即拍频现象。为此,首先阐述了单相四象限整流器产生脉动电压的基本原理,分析了脉动电压对输出转矩的影响。其次针对大功率逆变器多模式调制策略,存在较大调制延时,且调制延时实时变化的问题,提出了一种采用带通滤波器的方式预测脉动电压,其中滤波器的截止频率及幅值补偿系数依据当前调制延时实时调整,调制延时则由当前调制策略实时计算。最后通过预测脉动电压值计算出频率补偿分量,注入到稳态输出频率上,以实现全速域拍频抑制。通过仿真及试验,验证了脉动电压预测的准确性及拍频抑制的有效性。

基于双模式变频移相调制的单级式双有源桥型DC-AC变换器

针对单级式双有源桥(DAB)型DC-AC变换器关断电流较大和软开关范围有限的问题,该文提出一种双模式变频移相调制策略。首先,对DAB变换器的单移相(SPS)调制和扩展移相(EPS)调制进行时域分析,得到其功率传输特性;然后,分析变换器的关断电流与软开关条件,得到移相比和开关频率约束方程;在此基础上,分析双模式间的移相比边界条件,提出变换器运行模式的切换机制,从而在实现变换器单级功率变换的同时,保证全范围软开关并降低低压侧的关断电流;最后,通过仿真和实验验证了所提调制策略的有效性与可行性。

牵引逆变器多模式分段同步调制算法FPGA程序设计与实现

大功率牵引传动系统具有低开关频率的特点,在列车运行全速域范围内,牵引逆变器广泛采用多模式调制算法。该文给出了一种基于特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的多模式调制算法,并加入切换控制算法以保证不同模式之间平滑切换。然后,给出该算法基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的详细设计方案,分析顶层设计逻辑和通信方法。最后,搭建基于DSP(TMS320F28335)+FPGA(SPARTAN XC3S400)为控制器的RT-LAB半实物实验平台,对该多模式调制算法进行了半实物实验研究,并给出多模式调制算法的FPGA实现设计方案。半实物实验结果验证了该算法的正确性和FPGA设计方案的可行性。

基于多模式脉宽调制的100%低地板车牵引控制策略

针对100%低地板车独立轮对的控制特点,提出了一套基于多模式脉宽调制的牵引控制策略。针对不同频段下牵引电机的特性,分别设计了调制算法和牵引控制策略,并进行了详细的分析与论证。以长春100%低地板车为实验平台进行了现场实验,结果证明了本文所提出的控制策略在全速度范围内都能获得良好的性能。

信号调制模式识别研究

本文简要介绍了调制模式识别过程中使用的一般框架,详细论述了三类主流的调制模式识别方法,对调制模式识别方法的研究前景和思路进行了展望,即:聚焦在线调制模式识别方法进行深入研究;提高低信噪比场景下的调制模式识别精度;设计更丰富的信号特征;设计更轻量级的调制模式识别神经网络。

实际应用中的矩阵变换器空间矢量调制算法及优化调制模式

矩阵变换器在实际应用中会出现非理想状况,空间矢量调制策略算法不恰当会引起输出波形畸变。考虑输入非正常工况和换流时间问题,提出空间矢量调制策略的实现算法和优化的调制模式,以获得宽调节范围、低谐波的输出性能。首先提出一种采用矢量幅值之比实时计算电压调制比的方法,实现矩阵变换器在输入电压正常和非正常工况下均能输出三相正弦对称电压的目的;然后分析7种调制模式在考虑换流时间情况下窄脉冲出现的几率,在此基础上提出优化的调制模式,以解决窄脉冲引起的输出波形畸变问题;最后,设计一套基于数字信号处理器和现场可编程门阵列的控制系统,实现所提算法。实验结果验证了该实用算法的正确性。

基于极值序列特征集的雷达PRI调制模式识别算法

识别雷达信号的脉冲重复间隔(PRI)调制模式是分析雷达工作状态和工作任务的重要手段。针对复杂体制雷达的PRI调制模式可实时切换并改变调制参数因而难于识别的问题,提出一种基于极值序列特征集的雷达PRI调制模式识别算法。该算法首先提取PRI序列的极值特征,构建极值序列特征集;然后,基于PRI序列及其特征集建立恒参、类正弦、正弦和抖动判定准则,实现雷达PRI调制模式的分层识别。仿真分析表明:该算法对复杂体制雷达PRI调制模式的识别正确率达95.3%,同时具有较高的实时性,在电子对抗应用领域具有良好的前景。

AC-DC矩阵变换器空间矢量优化调制模式研究

为减小输出电感电流纹波和窄脉冲,对AC-DC矩阵变换器空间矢量调制模式的优化进行深入研究。根据AC-DC矩阵变换器原理及工作模式得到输出电感电流纹波表达式及特性,分析7种调制模式零矢量与电流纹波最大幅值的关系,提出减小电流纹波的零矢量优化方法;考虑换流过程,分析不同调制模式窄脉冲条件和几率;为减小电感电流纹波和窄脉冲,提出一种分段优化调制模式,以实现输出电压全范围调节,改善输入输出波形质量。仿真和实验验证了本文的结论,表明了提出的优化调制策略的正确性。

电离层预加热幅度调制模式的理论与模拟

从基本的电离层能量方程和连续性方程出发,构造了预加热模式下低电离层幅度调制加热理论模型,详细研究了预加热模式对电离层幅度调制加热产生极低频/甚低频(Extremely Low Frequency/Very Low Frequency,ELF/VLF)强度的影响.以HAARP加热站点为例,对比分析了正常幅度调制模式和预加热幅度调制模式两种模式下产生的ELF/VLF偶极矩的大小.分析结果表明,当加热系统有效辐射功率较大、调制频率较小时,预加热幅度调制模式更有效;在一定加热条件下,相对正常幅度调制模式,预加热幅度调制模式辐射ELF/VLF强度可提高约5.3dB.

埋入式光纤模式功率调制传感原理及实验研究——航天smart结构

对 Smart材料 /结构中的光纤传感原理进行了探讨 ,并进行了实验研究。这种新研制的传感器工作原理是基于模式功率调制。远场光强将反映结构内的变形场 ,亦即光纤受到外界加载或扰动后所产生的变形。最后提出了应用多模光纤在编织复合材料 Smart结构中进行远场光强测量的方案 ,建立了实验装置 ,给出了实验结果并进行了讨论。