对称六相PMSM双电机串联系统直流母线电压利用率的研究

对称六相PMSM双电机串联系统由一台对称六相PMSM串联另一台三相PMSM,在同一台六相电压源逆变器驱动下实现解耦运行。直流母线电压利用率的提高是该串联系统的关键问题之一。本文计算出了对称六相PMSM双电机串联系统逆变器工作在线性调制区的临界条件,分析了零序信号注入提高载波PWM直流母线电压利用率的方法,并通过Mtalab/Simulink仿真对几组工作点进行了验证。

五桥臂逆变器驱动双三相永磁同步电机系统双零序电压注入PWM策略

目前,针对五桥臂逆变器驱动两台三相电机系统PWM策略的研究多是基于空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)进行分析,然而实际上基于载波脉宽调制(carrier-based pulse width modulation,CBPWM)分析更为直接有效。该文构建了一种基于CBPWM的五桥臂逆变器驱动双三相电机系统双零序注入PWM策略,包括均值连续PWM和3种不连续PWM方式,并对其直流母线电压利用率进行了分析,实验结果验证了控制策略的有效性和可行性。该文提出的PWM策略对五桥臂逆变器驱动两台独立三相电机系统同样有效。

利用中间矢量的9相空间矢量PWM控制

针对传统多相空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制技术中存在的直流母线电压利用率低、共模电压高等问题,提出了一种基于多相SVPWM控制的优化算法。以9相变频调速系统为例,通过对9相电压源逆变器的512个空间电压矢量进行优化选择,选取d1-q1平面上最大矢量子集中的矢量和1组中间矢量子集中的矢量合成得到18个中间矢量,利用这18个中间矢量,优化设计出一种新的基于中间矢量的9相SVPWM控制方法,可以抑制共模电压,提高直流母线电压利用率,同时减小电流谐波。为了验证上述理论,构建了一台多相感应电机变频调速系统,采用传统矢量SVPWM、特征矢量SVPWM以及中间矢量SVPWM 3种不同的控制策略对其进行控制,并进行了对比分析,结果发现:采用中间矢量SVPWM控制技术,系统的共模电压减小了1/3,直流母线电压利用率得到有效提高,且定子电流谐波得到抑制。

面向10 kV/20 kV混合配电网的五端口电力电子变压器

针对传统电力电子变压器(power electronic transformer,PET)在10 kV/20 kV混合配电网中存在如缺少高压直流端口、可扩展性差和功率子模块个数较多等问题,以减少功率子模块个数并提升PET高压侧直流电压利用率为目标,并结合三相四桥臂模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)和三相六桥臂MMC的优势,提出一种新型的面向10 kV/20 kV混合配电网的五端口PET。该PET的优势在于:在实现将10 kV和20 kV电压等级互联的同时,可提供高压和低压直流端口,从而实现分布式能源的灵活接入;此外,可减少系统所需的功率子模块个数,提升高压侧直流母线电压利用率。最后,在MATLAB/Simulink中搭建五端口PET的仿真模型,仿真结果验证了所提PET拓扑结构和控制策略的可行性。

基于单相感应电泵的光伏扬水系统开发

开发基于单相交流感应电泵的光伏扬水系统，采用常规的三相逆变电路，对单相感应电动机的主绕组和副绕组施加相位差为90°的PWM电压，实现对水泵宽范围的变频调速控制；提出新的母线箝位调制方法，提高直流母线电压利用率，减小电压与电流谐波，提高光伏扬水系统的运行效率；实验结果验证了所提控制方法的有效性和系统运行的稳定性。

单相H6拓扑离网型逆变器无死区控制方法仿真研究

提出了一种基于H6拓扑的无死区控制方法,通过检测输出电压、电感电流的大小和方向,在输出电压与电感电流同向时调制桥臂开关管,反向时调制续流开关管,而在电压、电流过零点附近仍然加入死区,以确保直流母线不会短路,由控制模块计算后进而调整开关管的开关状态,消除绝大多数死区时间的加入。在MATLAB/Simulink环境下构建了基于H6拓扑的单相离网型逆变器电压电流双闭环无死区控制方法仿真模型。仿真结果表明,与传统有死区控制相比,无死区控制方法能够显著提高直流母线电压利用率,降低输出电压总谐波畸变率(THD)。

开绕组永磁同步电机零矢量注入模型预测控制

针对开绕组永磁同步电机在共母线型拓扑结构中存在的零序电流问题,提出一种零序电流抑制的改进模型预测控制方法。采用无差拍预测模型,得到跟随系统状态变量给定的期望电压矢量,根据电压误差最小化原则确定最优基本电压矢量,并划分占空比间隔选取出最优基本电压矢量的作用时间。改进后的模型预测控制,通过比较非零电压矢量所产生的零序电压与参考零序电压的大小得到所需补偿的零序电压,并将其注入系统完成补偿,具有调制简单、运算精确度可根据用户需求灵活选取的优点。仿真结果表明,改进方法能够对零序电流进行有效抑制,提高了电机的控制性能,并最大程度地提升了直流母线电压的利用率。

基于SVPWM的异步电机系统建模与仿真

为了减少异步电机输出转矩的波动以及提高直流母线电压的利用率,在深入研究空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理的基础上,在Matlab/Simulink软件平台搭建了SVPWM仿真模型,并应用于异步电机的矢量控制系统进行了仿真,仿真结果表明SVPWM控制策略能有效减少转矩波动,提高直流电压利用率。

基于SVPWM的开绕组直线游标永磁电机直接推力控制研究

开绕组直线游标永磁(LVPM)电机具有直流电压利用率高和推力密度大等优点,并且其建设和维护成本低,适用于城市轨道交通的建设。但采用传统直接推力控制时,电机的推力和磁链脉动大,功率单元开关频率不稳定。针对以上问题,分析了LVPM电机的数学模型,研究了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的直接推力控制策略,提出了一种目标矢量解耦控制策略,并搭建仿真平台。仿真的结果验证了所提出方法的正确性。

单相H6拓扑离网型逆变器无死区控制方法仿真研究

提出了一种基于H5拓扑的无死区控制方法,通过检测输出电压、电感电流的大小和方向,在输出电压与电感电流同向时调制桥臂开关管,反向时调制续流开关管,而在电压、电流过零点附近仍然加入死区,以确保直流母线不会短路,由控制模块计算后进而调整开关管的开关状态,消除绝大多数死区时间的加入。在MATLAB/Simulink环境下构建了基于H5拓扑的单相离网型逆变器电压电流双闭环无死区控制方法仿真模型。仿真结果表明,与传统有死区控制相比,元死区控制方法能够显著提高直流母线电压利用率,降低输出电压总谐波畸变率(THD)。