九开关变换器驱动六相电机的载波调制PWM控制

针对九开关变换器驱动六相永磁同步电机系统的断相运行状态,研究了一种基于有效作用时间的载波调制PWM控制方法。给出了九开关变换器及基于有效作用时间的载波调制PWM控制的基本原理,建立了正常情况下六相PMSM的数学模型,根据单相和两相断路后电机相应的约束条件,采用空间解耦变换矩阵,分别建立了单相断路和两相断路后的电机数学模型,在Matlab/Simulink中进行了仿真实验,验证了所提控制方法的可行性。

规则采样方式下相移载波PWM调制双傅里叶分析

针对H桥逆变器的特点,分析了规则采样方式下的相移载波PWM调制方法,计算了输出端电压的时间序列函数表达式,并对此进行了双傅里叶分析。在此基础上,分析了输出相电压和共模电压的频谱特性,分别得到了输出电压谐波含量、共模电压最小的条件。对调制波和载波移不同角度时的情形,分别进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果与双傅里叶分析结论相一致,从而表明了理论分析的正确性。

三电平双组双调制波载波脉宽调制方法

中点电位不平衡问题是三电平中点钳位(neutral point clamped,NPC)逆变器的固有问题,目前的中点电位平衡方法或者在部分条件下无法完全消除中点电位低频波动,或者存在开关频率偏高的问题。提出一种双组双调制波载波脉宽调制(double-group double-modulation-wave carrier-based pulse width modulation,DGDMWPWM)方法。DGDMWPWM由平均中点电流大小相等方向相反的两组双调制波根据中点电位的方向进行切换调制,既能完全消除三电平NPC逆变器的中点电位低频波动,又具有开关频率较低的优点。详细阐述该脉宽调制(pulse width modulation,PWM)的基本原理,并通过仿真和实验研究验证了该PWM的有效性。

新颖的双调制波三电平载波脉宽调制方法

传统三电平载波脉宽调制(pulse width modulation,PWM)每相只有一个调制波,在部分调制度和功率因数下无法完全消除三电平中点箝位(neutral point clamped,NPC)逆变器中点电位的低频波动。提出一种新的双调制波载波PWM(double modulation wave carrier-based PWM,DMWPWM)。这种新的PWM根据电压等效原则和中点平衡原则把传统PWM每相的1个调制波分解成2个调制波来实现调制,其突出优点在于能够在所有线性调制度和全部功率因数范围内完全消除三电平NPC逆变器中点电位的低频波动。详细阐述这种新PWM的基本原理,并通过仿真和实验研究验证该PWM的有效性。

两台双Y移30°PMSM串联系统的载波调制控制研究

本文针对一种新型的两台双Y移30°PMSM串联系统,研究了id=0矢量控制下载波调制PWM控制的具体实现方法,包括电压给定值的叠加方法、漏电压的补偿方法、逆变器电流的限制方法、直流母线电压利用率的提高等环节,最后利用变速、变载仿真证明了在一台PMSM的转速或负载发生变化时,对另一台PMSM的运行没有产生任何变化。

矿用高压变频器开关调制优化策略

针对矿用高压变频器采用载波调制PWM控制法时存在开关损耗大、电能质量畸变的问题,在载波同相层叠PWM控制法的基础上,对正弦调制波进行优化。通过对正弦调制波叠加3次谐波和直流分量,得到正半周为马鞍形调制波、负半周为梯形调制波的优化调制波。仿真结果表明,优化调制波的应用提高了变频器直流电压利用率,减小了开关损耗,降低了输出线电压总谐波畸变率。

单闭环单相PWM逆变系统的Saber仿真实验

研究了一种采用闭环控制的逆变系统。该系统以单相全桥电压型逆变电路作为被控对象,将逆变电压瞬时值输出作为反馈,构成电压PI控制的单闭环结构。建立了逆变系统的主电路和控制电路Saber仿真模型,并对比分析了不同PI参数控制下的逆变输出电压和给定电压仿真波形。仿真实验结果表明:PI控制对逆变系统具有很好的控制效果。

一种新型模块化多电平换流器调制策略研究

介绍了适用于轻型直流输电系统(VSC-HVDC)的模块化多电平换流器(MMC)拓扑结构及原理,并提出一种适用于MMC的新型移相载波调制策略(CPS-SPWM)。基于MMC的能量均衡和电压平衡问题,还提出了和调制策略相协调的电容电压均衡控制方法,最后通过Matlab/Simulink搭建了MMC仿真模型,结果证明所提出的控制方法可以有效地平衡换流器子模块的电容电压,并且保证MMC外部输出良好的交流电压和电流。

基于三相四线制三电平有源滤波器的简化三维空间矢量调制策略研究

三相四线制中点箝位(Neutral-Point Clamped,NPC)型三电平四桥臂有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)采用三维空间矢量调制(3-Dimensional Space Vector Pulse Width Modulation,3D-SVPWM)策略可以高效地改善电能质量,减少谐波含量。但由于其复杂的拓扑结构,造成运算过程中响应时间过长的问题。针对这一问题,提出了一种简化的3D-SVPWM调制策略。该策略通过降维的方法,分别对前三相桥臂采用3D-SVPWM调制策略,对N相桥臂采用载波层叠PWM调制策略,确定触发脉冲信号。相较传统调制算法,新的调制策略缩短了计算空间矢量的作用时间,减少整体过程的响应时间,并且保证了开关时序的一致。通过MATLAB/Simulink仿真实验结果验证了文章提出的算法的正确性和可行性。

基于综合调制方法的高频电源设计

针对某些特种电气设备的测试需求,设计了一种大功率高频电源。该电源采用H桥级联的方式形成五电平拓扑,采用综合调制方法,包括双极性PWM调制、载波移相SPWM调制以及变载波频率PWM调制技术,从而有效避免了同步调制低频时输出谐波大及异步调制无法兼顾高频与低频输出精度的问题,使电源具有良好的谐波特性,满足了电源在全频率输出范围内的输出精度。对于H桥级联拓扑可能存在的直流电压不平衡问题,设计了一种精简而又在工程上可靠应用的方法。所设计的高频电源已经现场应用于模拟直线发电机的场合,证实了设计方案的可行性。

有源滤波器改进控制方法的仿真研究

有源滤波器通常采用常规的三角载波调制PWM控制方法,具有开关频率固定、输出波形谐波分量较少的优点,但响应速度比较慢、精度低。通过增加输入电压补偿来改进三角载波调制的PWM控制方法,可以提高有源滤波器的补偿精度和实时性,减少开关损耗。MATLAB/Simulink仿真验证了改进方案的可行性。

VIENNA整流器网侧电流过零点波形畸变抑制方法

VIENNA三电平整流器广泛用于风力发电、不间断电源等场合。为提高网侧电能质量,在d-q旋转坐标系下建立其数学模型及多环控制结构,根据单位功率因数工作情况下电网各相电流与同相整流器电压所需满足的重要限制条件,深入分析了d-q旋转坐标系下由多环控制及常规基于载波PWM调制方法所引起的电网电流过零点处波形畸变的原因,为减小电网电流总谐波畸变率,采用在三相参考调制电压中增加补偿分量的方法消除不满足VIENNA整流器重要限制条件的区域,使电网电流在各过零点处的畸变得到抑制,电能质量得到大大改善。利用Saber仿真系统建立了整流器模型,分析对比了增加补偿分量前后基于载波PWM调制方法下电网电流波形畸变率变化情况,验证了理论分析的正确性。

城市轨道车辆三电平逆变技术的研究

针对轨道交通领域两电平逆变器对开关器件的耐压等级要求较高及其输出总谐波畸变率较大的问题,介绍了一种中点箝位三电平逆变器。文章对这种逆变器的PWM调制策略进行了详细分析,并利用MATLAB/Simulink软件进行了仿真研究,结果表明,这种三电平逆变器具有较高的实用价值。

一种模块化航空有源滤波器的研究

航空有源滤波器(AAPF)是解决飞机供电系统中电能质量问题的一种先进方案,而模块化设计对航空有源滤波器灵活性、可维护性和可靠性的提升作用巨大。首先提出并研究了一种新型模块化航空有源滤波器,分析了主电路数学模型及其混合载波PWM(CH-PWM)调制方式;其次基于损耗对比分析进行了主电路拓扑优化,推导了模块均压控制律并给出了系统控制策略;最后进行了仿真和实验验证。结果表明,模块化航空有源滤波器能够有效补偿航空电网中由典型非线性负载产生的谐波和无功电流分量,三相电网电流的总谐波畸变率(THD)均在5%以下,补偿效果显著。

航空电源系统中九开关变换器短路时容错控制

为增强航空电源系统的可靠性,以九开关变换器驱动的双Y移30°永磁同步电机为研究对象,研究了相应的容错控制方法。针对九开关变换器单个开关管的短路故障,首先介绍了九开关变换器的工作原理及基于有效作用时间的载波调制PWM方法的基本原理,当变换器发生开关管短路情况时,展开容错控制,最后在Matlab/Simulink中进行了仿真试验,得到容错控制后的试验图形。试验结果验证了所提出算法的正确性,提高了电机的可靠性。