三相逆变器随机空间矢量脉宽调制选择性电压谐波消除方法

传统随机脉宽调制(RPWM)策略不能选择性消除或降低系统特定次频率谐波。该文提出一种三相电压型逆变器随机SVPWM(RSVPWM)选择性电压谐波消除方法,利用脉宽调制(PWM)脉冲傅里叶级数中的前后项相互抵消,消除特定次频率谐波,并给出两种选择性电压谐波消除思路。在此基础上,利用占空比、随机整数k、开关频率范围和待消除频率,计算开关周期值,推导开关周期、随机整数k以及其对应频率上下限的通用公式。该方法在实现传统RPWM功能的同时,还能选择性降低特定频率及其整数倍频率的噪声功率,仿真和实验结果证明了该方法的有效性。

DC-DC变换器随机脉宽调制选择性谐波消除方法

针对高频DC-DC变换器在矿用电机车等领域产生电磁干扰和电磁振动等问题,采用DC-DC变换器随机脉宽调制(Random Pulse Width Modulation,RPWM)选择性电压谐波消除方法有选择性地消除危害性较大的特定次谐波.分析DC-DC变换器选择性电压谐波消除机理,推导随机PWM选择性消谐通用计算公式,从而选择性地消除特定频率及其整数倍频率下的谐波噪声功率.研究结果表明:与传统RPWM和定开关频率PWM方式相比,RPWM选择性电压谐波消除方法能够显著降低特定频率处的谐波噪声功率,将开关频率及其整数倍处集中分布的谐波比较均匀地分布在选定频率范围内.

低开关频率选择谐波消除调制的母线波动补偿

提出基于选择谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的补偿策略,用于抑制由直流母线电压波动引起的列车牵引电机电流与转矩波动.根据每一基波周期内的调制脉冲数确定同步处理区间,使用重复预测器对下一处理区间内的直流母线电压波形进行预测.根据预测的母线电压波形与开关时刻估计下一处理区间内的磁链误差,并相应地调整开关时刻以消除磁链误差.在18 kW永磁体内置式永磁同步电动机(IPMSM)上分别对采用完整的补偿策略、采用近似的处理区间内平均母线电压补偿策略与不采用任何补偿策略的情况进行实验.结果表明提出的补偿策略能显著降低由直流母线电压波动所引起的低次电流谐波和电机转矩波动,且相比近似的处理区间内平均母线电压补偿策略具有更好的电流与转矩波动抑制效果.

最优化方法在PWM消除谐波技术中的应用

本文用最优化方法解最优化ＰＷＭ技术中的非线性方程组，用优化的开关角来驱动ＡＣ／ＡＣ电压控制器、ＡＣ／ＤＣ整流器、ＤＣ／ＡＣ逆变器和ＤＣ／ＡＣ变流器，从而可消除某些指定谐波，将ＴＨＤ作为目标函数、非线性方程组作为约束条件，优化问题的解可以消除特定谐波的同时使ＴＨＤ最小．考虑到触发电路的时延和有限字长效应，将灵敏度用作优化问题的另一约束条件．该方法考虑到了电网的畸变，并在ＰＣ机上进行了模拟．

基于改进粒子群算法的逆变器谐波抑制研究

通过分析多电平逆变器中谐波消除问题,建立基于粒子群优化算法(PSO)的选择谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)目标方程,并对其进行求解。通过在粒子群算法中增加惯性权重参数的符号函数,并改变随机数在速度更新方程中的位置,得到改进的粒子群算法,避免求解时"早熟"或陷入局部最优解,进而得到更为准确的解集。通过实验仿真将改进的粒子群算法与标准粒子群算法及遗传算法进行比较,实验结果表明,采用改进粒子群算法使指定低次谐波的含量趋近于零,进而使逆变器输出中的总谐波含量明显降低。总谐波含量与标准粒子群算法相比降低2.12%,与遗传算法相比降低了3.06%。实验表明改进的PS0方法对于求解SHE-PWM方程组的有效性。

单相逆变器随机PWM选择性消谐滞环随机扩频方法

在随机脉冲宽度调制(RPWM)中,要求逆变器的瞬时开关频率分布在较宽的频率范围内,以获得较好的随机性。然而,当开关频率持续偏高时,逆变器的开关损耗将会增加;当开关频率持续较低时,会引起输出电流纹波的增加。现有的RPWM选择性谐波消除方法在随机扩频的过程中不能有效地控制逆变器的开关频率。该文提出一种单相逆变器RPWM选择性消谐滞环随机扩频方法。根据RPWM策略中有效随机数k与开关频率的关系,合理选择随机数k,既可以保证逆变器瞬时开关频率在较宽的范围内随机分布,又可以将平均开关频率控制在预先设定的频率范围内。在RPWM选择性消谐过程中,当开关频率较低而引起电流纹波增加时,该方法可以通过提高平均开关频率来减小纹波。

模块化多电平换流器(MMC)调制方法综述

介绍了模块化多电平换流器(MMC)的拓扑和工作原理,分类别详叙了各种调制方法。总结了不同调制技术的优缺点和应用场合,为MMC的工程应用提供了借鉴意义。提出了MMC调制技术的改进方向,对进一步的研究探索有积极意义。

基于IWO-PSO混合算法的三电平逆变器SHEPWM仿真研究

针对传统粒子群优化(PSO)算法在求解三电平逆变器选择谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术的非线性超越方程组时存在局部收敛、收敛速度慢且计算精度不高的问题,提出了一种基于入侵杂草优化和粒子群优化混合算法(IWO-PSO)的SHEPWM方程组计算方法,该混合算法结合IWO算法的广度和PSO算法的深度,通过合理选择算法参数,有效地解决了计算结果局部收敛和收敛速度慢的问题,并以三电平中点箝位型(NPC)逆变器为例,利用Matlab/Simulink进行仿真试验。结果表明,IWO-PSO算法可行、有效,实现了三电平NPC逆变器在线SHEPWM控制。

基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率SHEPWM控制方法

针对传统方法控制的发射电流频率间隔固定、频域不完全可控的问题,为提高频率域电磁测深效率,提出一种基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率的选择性谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制方法.先根据勘探目标计算出期望的频谱,再根据发射电流的时频域特性建立半周期镜像对称SHEPWM非线性方程组,最后采用改进粒子群优化算法对非线性方程组求解,得到对应的开关时刻序列,由开关时刻序列控制发射系统逆变器,即可输出探测所需的发射电流.当勘探特定深度目标时,发射系统可输出最优的发射电流,进而提高纵向分辨率.

有源中点钳位5电平变流器SHE-PWM控制方法

考虑到传统二极管钳位型和电容钳位型拓扑应用于6 k V/10 k V高压变频领域时存在的诸多问题,提出了一种有源中点钳位式(ANPC)5电平变流器选择谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)控制方法。在分析了ANPC 5电平拓扑各桥臂的基本结构的基础上,建立了ANPC拓扑相关数学模型;分析了5电平SHE-PWM的基本原理,构建了以消除低次谐波为目标的非线性方程组,并基于牛顿迭代法给出N=7时的SHE-PWM相关解域;针对ANPC拓扑存在的飞跨电容稳压问题,分析了飞跨电容的稳压原理,进而给出了冗余电压矢量调度方式。样机实验结果表明,所提ANPC 5电平拓扑SHE-PWM控制方法实现了低开关频率下变流系统的高效控制,在消除系统低次谐波的基础上,保证了直流电容和飞跨电容的稳压效果。

基于SHEPWM阶段控制的航空电磁发射波形研究

为保证低开关频率条件下发射电流质量,提出半周期镜像对称选择性谐波消除脉冲宽度调制(SHEPWM)阶段控制策略来平衡发射电流质量与开关损耗。基于发射电流及发射线圈阻感负载的时频域信息,建立半周期镜像对称SHEPWM阶段控制非线性超越方程组,利用神经网络递归算法求解出对应交变梯形波电流的开关时刻序列。仿真和实验验证表明:半周期镜像对称SHEPWM阶段控制策略在保证发射波形质量及探测精度的前提下,能有效降低开关损耗。

基于多步长预测的防爆变流器热损耗优化方法

针对现有防爆变流器缺少"主动式"热损耗管理的弊端,此处提出一种基于多步长模型预测的防爆变流器热损耗优化方法。首先,离线求解选择谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术非线性超越方程,得到满足系统损耗最优开关角;在此基础上,引入"虚拟定子磁链"概念,并将SHEPWM作为最优开关序列的搜索起点,实现了动态条件下SHEPWM开关序列的快速、无冲击切换。最后,基于2 MW防爆变流器样机进行实验验证,结果表明所提方法稳态谐波品质优异且动态响应性能良好。与此同时,由于开关频率被限定为250 Hz,较之传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法中常见的1 kHz开关频率,系统开关频率得到有效限制。