正弦PWM电压源逆变器供电的永磁直线同步电机低速负载性能(英文)

对于开环低速区由正弦PWM电压源逆变器供电的永磁直线同步电机(PMLSM)而言,与工作在高速情况的PMLSM负载性能不同,本文采用场路耦合时步有限元的方法研究PMLSM驱动水平运输系统的两种负载工况:轻载与重载。结果显示PMLSM工作在重载工况下的负载性能较轻载优,且电机的工作电流随着负载的增大而减小。仿真与实验结果验证了该方法的有效性及正确性。

计及采样扰动抑制的电压源逆变器三矢量无模型预测电流控制方法

针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用3个基本矢量,并根据价值函数计算矢量作用时间,降低了输出电流纹波;其次,通过建立不同矢量作用下的电流梯度方程组,实现电流梯度数据的实时更新,消除了停滞现象;再次,分析采样扰动对MFPCC的影响,采用扩张状态观测器估计采样扰动以补偿预测电流控制,抑制其对输出电流的影响。最后,通过仿真和实验,对所提方法的有效性进行了验证。

一种新颖的用于消除PWM逆变器输出共模电压的有源滤波器

pWM逆变器在应用中会产生共模电压, 共模电压在IGBT的高速开关期间产生充放电电流。此电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流。漏电流过大将对电源产生电磁干扰,还会使电机轴承过早毁坏,从而影响系统运行的可靠性。文中提出了一种新颖的可以有效消除脉冲宽度调制(PWM)逆变器产生的共模电压的有源滤波器。这个有源滤波器由一个单相逆变器和一个五绕组共模变压器组成,可以产生与PWM逆变器输出的电压幅值相等,相位相反的共模电压,通过五绕组共模变压器叠加到逆变器输出中,从而有效消除感应电机端的共模电压。这种有源滤波器结构简单,控制容易。文中通过理论分析,仿真和实验结果证明了这种结构的有效性。

一种新的直流母线并联谐振零电压过渡三相PWM电压源逆变器

提出了一种新的用于三相电机驱动的直流母线并联谐振零电压过渡电压源逆变器(DC -RailPRZVTVSI’)电路。该电路中所有开关均工作在零电压开关 (ZVS)或零电流开关(ZCS)条件下。该电路对谐振元件和辅助开关的功率要求较低 ,控制简单且不依赖于负载条件 ,过渡过程所需时间可以自由选择。本文给出了该电路详细的理论分析和计算并进行了实验验证 ,结果证实了所提出电路的正确性和有效性。

一种消除PWM逆变器驱动系统中电动机端轴电压和轴承电流的前馈有源滤波器

为抑制由PWM逆变器输出的共模电压而导致电机轴承的损坏,提出了前馈有源滤波器。滤波器包括无源共模电压检测网络,推挽电路以及四绕组共模变压器。滤波器输出与共模电压幅值相同极性相反的补偿电压,将其叠加到逆变器输出上,从而达到消除共模电压进而消除轴电压和轴承电流的目的。文中还给出了部分滤波器参数的确定方法。仿真和实验结果验证了该滤波器可以显著地抑制电机端共模电压,从而减小了变频器输出的负面影响如轴电压,轴承电流等, 延长了轴承的寿命,提高了PWM驱动系统的可靠性。

一种消除PWM逆变器输出共模电压的前馈有源滤波器

提出了一种消除PWM逆变器输出共模电压的前馈有源滤波器,包括无源共模电压检测网络,推挽电路以及四绕组共模变压器。滤波器输出与共模电压幅值相同极性相反的补偿电压,将其叠加到逆变器输出上,从而达到消除共模电压的目的。给出了部分滤波器参数的确定方法。结果表明,该滤波器可以显著地抑制电机端共模电压,从而减小了变频器输出的负面影响。

SVPWM控制时双向Z源逆变器电容电压纹波分析

Z源逆变器在SPWM简单控制时的电容电压纹波在整个负载周期内是恒定的,而在SVPWM控制下,电压纹波会随着电压矢量相位变化而变化,故电压纹波的求解更为复杂。本文的研究证明,Z源电感取值较大,电容的电压纹波与电感值无关。但是,如果电感取值较小,那么电压纹波与电感值是相关的。分析了双向Z源逆变器在SVPWM策略下的关键电感值和电容电压纹波,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

六相电压源逆变器PWM算法

针对相移30°双Y联结六相电机,建立了一种基于邻近最大四矢量的六相电压源逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。根据基波电压调制系数的大小,将调制范围分为正弦调制区和非正弦调制区。在正弦调制区内,逆变器输出正弦相电压;在非正弦调制区内,提出了两种调制策略,通过注入适量的6k±1(k=1,3,5,…)次谐波电压来提高基波电压的幅值。其中的第二种调制算法同时考虑到了参考电压矢量幅值和相角的变化,所以得到了更少的谐波含量。针对算法中PWM波形不对称难以硬件实现的问题,根据电压平均值相等的原则对PWM波形进行了中心化处理,转变成易于硬件实现的形式。实验结果验证了算法的有效性。

基于调制函数的五相电压源逆变器SVPWM算法

针对五相电压源型逆变器(VSI)空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)算法中计算量大、运算复杂和实时性差的问题,提出一种基于调制函数的五相SVPWM等效算法。根据PWM算法中调制波和载波相比较的对称规则采样思路,在判断参考电压矢量所在扇区之后,直接计算出五相PWM信号的调制函数;当出现饱和现象时,利用简单的限幅操作取代传统算法中的除法运算。理论分析结果表明,所提出的等效算法避免了复杂的坐标变换和三角函数运算,能够有效提高计算精确度和速度。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

改进的五相电压源逆变器SVPWM算法

根据五相系统基波空间的大空间电压矢量在三次谐波空间相应地变成小空间电压矢量的特点,在五相电压源逆变器最近四矢量SVPWM算法的基础上,提出了一种改进的SVPWM算法。新算法能够同时合成基波空间和三次谐波空间的参考电压矢量。以电压源逆变器供电的五相永磁同步电机的驱动系统为例,搭建了基于Simulink的仿真模型,仿真结果表明:采用改进的SVPWM算法能够同时控制定子基波和3次谐波电流,定子电流近似于平顶波,定子电流峰值降低,电机性能得到提高。

一种具有直通电流抑制能力的低电压尖峰Y源逆变器

针对传统耦合电感型阻抗源逆变器存在直流链电压尖峰和直通电流过大的问题,提出一种具有直通电流抑制能力的低电压尖峰Y源逆变器。分析了所提拓扑在直通状态和非直通状态下的工作原理,并给出了一个开关周期内的主要波形。采用安秒和伏秒平衡原理,分别推导出关键器件的电压、电流应力。与改进型Y源逆变器对比,当绕组系数相同时,所提拓扑在相同的升压比下具有更小的直通占空比,增大了调制比范围,提高了直流链电压利用率,并能够降低直流链电压尖峰。而且,所提拓扑能够抑制直通电流的增大,相同直流链电压下需要更小的直通时间使其直通状态下的开关管导通损耗更小。最后,搭建240 W实验装置充分验证所提拓扑的先进性。

推挽式单极性SPWM电压源逆变器的设计

通过一对波形完全相同、相位差为180°的SPWM信号进行门极驱动,可在推挽式逆变器的输出端得到一个合成的正弦电压源。在这种逆变器中,由半导体开关通态压降产生的开关损耗仅为全桥结构逆变器的1/2。用一个双微分门极驱动电路和一个无损耗缓冲吸收电路共同抑制IGBT的开关损耗,特别是抑制IGBT拖尾电流产生的损耗。文中还介绍了单极性SPWM发生器、双微分门极驱动电路和无损耗缓冲吸收电路的工作原理。

一种抑制Z源逆变器共模电压的PWM方法

根据临近三矢量脉宽调制原理,提出一种适用于两电平Z源逆变器的抑制共模电压调制方法,该方法通过比较2条调制波信号与1条载波信号,产生的脉宽调制信号分别控制逆变器每相桥臂的上、下2只开关管,并给出了2条调制波的生成方法。对所提调制方法的适用性进行了分析,结果表明该方法不存在调制比使用限制。仿真及实验结果均证实,所提出的抑制Z源逆变器共模电压的调制方法,不但可以将Z源逆变器输出共模电压限制在逆变桥输入电压峰值的1/3,而且输出电压不存在低次谐波畸变。

多电平三相电压源逆变器结构优化设计

目前多电平三相电压源逆变器被广泛应用于高压、大功率电子设备中,为解决传统三相电压源逆变器运行中出现的直流侧电容电压失衡问题,基于空间矢量调制开关直流电源对逆变器结构进行优化设计。建立多电平三相电压源逆变器等效模型,利用60°坐标的空间矢量调制算法实现空间矢量调制,利用电容电压平衡算法充分考虑不同矢量间的切换顺序,实现电容电流平衡。实验结果表明,对比传统方法,该方法调制多电平三相电压源逆变器输出线电压波形畸变率为0.18%,电容点电压波动可控制在3 V以内,优于对比方法,具有更好的应用性能。

电压源型SVPWM逆变器死区效应补偿方法

针对电压源型SVPWM逆变器的死区效应,详细分析了死区时间对逆变器输出电压的影响,以及零电流箝位现象,提出一种基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的死区补偿新算法。该方法在电机定子绕组A相电流过零点处设置夹断区间,采用夹断区间外优化死区设置、按固定值补偿占空比,夹断区间内线性补偿占空比的新方法,来补偿死区效应对逆变器输出的影响。仿真结果表明,设计的死区补偿新算法有效地减小了电流畸变和谐波分量,提高了逆变器的供电效率。

六相电压源逆变器的SVPWM控制策略分析

在对六相电压源逆变器矢量控制的分析基础上,结合六相系统电压矢量开关模式的特点,通过对两个零矢量在开关周期中的合理分配,提出新的适用于六相电压源逆变器空间矢量控制方法。该方法在保证输出性能的前提下可以有效地降低开关损耗。仿真结果验证了该方法的有效性。

PWM逆变器电压源产生的共模电压的分析与抑制

为了抑制PWM逆变器中的共模电压,介绍一种二阶无源低通滤波器。该滤波器可有效地减小电机终端差模和共模电压的dv/dt,甚至包括与长导线相连的电机。减小电机的过电压和差模电压的dv/dt,同时也减小了电机中的励磁电压。共模dv/dt减小也表明电机相对于地高频轴承电流和轴承电压也减小。提出的滤波器的一个重要的优点就是可接到逆变器的外壳上来减小电机终端的共模和差模的dv/dt。因此,使用该滤波器可以有助于提高轴承寿命和提高PWM驱动系统的可靠性。滤波器的配置对新的和改进的480V/575V的PWM逆变器是优良的。

一种无源滤波器在减小PWM逆变器输出中的共模电压的应用

PWM电压源逆变器工作时会产生共模电压 ,由于电机中不可避免地存在寄生电容 ,共模电压通过寄生电容在电机的转轴上产生轴电压 ,过大的轴电压可以击穿轴承的润滑剂而产生轴承电流。本文通过仿真分析可知 ,采用一种可变电感的LC无源滤波器可以有效减小电机端的轴电压和轴承电源 ,从而提高PWM驱动系统的可靠性和延长电机的寿命。

基于扰动观测器的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法研究

传统的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法主要依赖前馈控制环路,虽然逆变器电流局部控制效果更佳,但很难满足前馈控制的需求。为此,设计了一种基于扰动观测器的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法。该方法通过提取逆变器负载扰动电流的前馈特征,引入扰动电流作为前馈信号,将前馈点作为输出电压,得到了逆变器负载电流的动态变化规律。同时,基于扰动观测器控制电压源型逆变器的电流偏差量,将负载电流作为外部扰动信号来抑制非线性负载的干扰,以满足对负载电流的前馈控制需求。通过仿真实验验证了该方法具有较好的前馈控制效果。

三相电压源逆变器功率管开路故障诊断方法

本文全面探讨了三相电压源逆变器(VSI)的基本工作原理、开路故障的特征及其影响,以及这种故障的诊断方法。首先,介绍了三相逆变器的概念和工作原理,接着分析了逆变器在正常工作状态下的性能,如输出波形的质量、效率和散热情况。通过具体案例研究,展示了如何应用这些理论和技术来诊断和解决实际中的开路故障。案例分析突出了综合运用多种诊断工具和策略的重要性,以及进行定期维护和监测的必要性。本文的研究不仅为三相逆变器的故障诊断提供了实用指南,也为电力电子领域的工程师和研究人员提供了宝贵的理论和实践知识。