直流母线电流采样电压空间矢量脉冲宽度调制

针对直流母线采样电机控制系统电压空间矢量脉冲宽度调制问题,分析传统空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)方法的电流采样机理,揭示其在直流母线采样系统中不可观测区域的存在机理,通过定义最小采样时间的概念精确划分出直流母线电流采样不可观测区域,进而通过插入测量矢量和补偿矢量提出直流母线采样电压空间矢量脉冲宽度调制(SSVPWM)方法及其电流重构策略。通过实验验证了所提方法的电流采样误差低于2%、相电流高次谐波含量低于3%、三相电流畸变率低于1.6%,为高性能矢量控制提供了精确的电流测量。

一种新颖的同时考虑中点电位平衡和窄脉冲消除及死区补偿的三电平空间电压矢量脉宽调制方法(英文)

该文引进了一种简洁高效的三电平 SVPWM 算法。在此基础上,提出一种中点电位控制和窄脉冲消除方法,同时进行了死区的补偿。仿真和实验结果表明,该方法实现简单,输出波形谐波含量小,中点电位得到很好的控制,并较好地解决了窄脉冲问题。同时由于进行了死区补偿,使逆变器在低频输出时波形明显改善,提高了系统在低频时的转矩输出。在用 TMS320LF2407 DSP 为开发平台的三电平实验样机上取得了良好的效果。

无三次谐波电压输出的空间矢量脉冲宽度调制技术

本文针对空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)技术使得电压源型逆变器(VSI)输出电压中含有三次谐波的问题,提出一种新的方法,使得输出电压中不再含有三次谐波。首先分析了SVPWM存在三次谐波的原因是每个载波周期中三个输出端电压的平均值不为零。在此基础上,本文提出一种新的开关管开通和关断时间的计算方法,使得每个载波周期三个输出端电压的平均值为零,从而确保输出电压中没有三次谐波。最后通过仿真,验证了本文所提方法的有效性。

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。

基于脉冲跳变的空间矢量脉冲宽度调制策略

针对二极管钳位型单相九电平逆变器,分析其工作原理,提取了逆变器工作的有效开关状态。根据伏秒平衡原理和两矢量三段式调制规律,提出了一种基于脉冲跳变的空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略。通过分析所有开关周期脉冲的跳变情况,给出了脉冲类型的判断条件,并根据脉冲类型计算起始和终止电压矢量及其作用时间;同时,应用FPGA设计了模块化SVPWM控制系统,并对该控制系统进行了时钟与资源消耗评估。性能分析结果表明,该调制策略计算速度快、资源消耗小。最后,仿真与实验结果验证了所提调制策略的正确性和有效性,而且能够有效地均衡电容电压。

空间电压矢量PWM过调制技术的应用与研究

在电动车驱动中 ,为了解决电池低电压下输出大转矩的问题 ,研究设计了空间电压矢量PWM的两种过调制方法 ,实验结果表明能够有效提高输出电压 ,提高输出转矩 。

基于空间矢量脉宽调制的动态电压调节器

动态电压调节器(DVR)通过在系统与负载之间同步地串联注入可控幅值和相位的补偿电压，保护敏感负载免受电压凹陷的冲击。根据补偿电压矢量在α—β坐标系上的空间矢量分布，采用基于电压空间矢量脉冲宽度调制(VSVPWM)技术，直接计算补偿电压空间矢量在各个扇区的作用时间，控制电压源逆变器的开关电压，该控制计算简单、易于实现。通过MATLAB6．5仿真验证了该DVR的在线补偿能力。

三电平逆变器SHEPWM的一种空间电压矢量合成算法

三电平逆变器的特定谐波消去脉冲宽度调制(SHEPWM)的开关角难于实时求解,而两电平的SHEPWM调制可由基本空间矢量SV组成的矢量序列实现。在三电平的空间矢量六边形所分解的两电平小六边形中,得出三电平SHEPWM所需的基本SV矢量切换状态表,推导基本SV矢量的作用时间,形成矢量序列,实现了三电平逆变器SHEPWM的一种电压矢量合成新算法,该算法中的开关角可通过基本SV矢量运算而直接生成且易于快速实现。

具有低开关损耗的电压空间矢量PWM算法研究

基于空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)基本原理,在MATLAB6.5.1/SIMULINK环境下构建SVPWM的仿真模型,通过对SVPWM算法的三相逆变仿真实现,得出易于实现数字化控制系统的原理;改变算法中载波比,以实现较低的开关损耗,得到稳定的输出特性。

互补非零矢量单传感器相电流重构策略

针对传统单传感器直流母线采样系统中相电流重构盲区问题,该文分析传统空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)技术的电流采样方法和重构盲区产生的原因,精确地划分电压空间矢量平面的各个区域。提出一种互补非零矢量脉宽调制(CNSVPWM)方法,通过在中调制区添加互补非零矢量来延长电流采样窗口的时间,满足直流母线电流最小采样时间要求,消除了电流重构盲区,拓展了电机的运行范围。仿真及实验结果表明,采用CNSVPWM方法电流总谐波畸变率(THD)低于6.15%,重构误差低于3%,电机在动态工况下运行正常。

基于改进型SVPWM的五电平NPC/H变流器共模电压抑制技术研究

为解决多电平变流器中共模电压随电平数增加幅值增大的问题,以五电平桥式中点箝位变流器为例,分析共模电压的产生机理,并提出一种基于改进型空间矢量脉冲宽度调制的共模电压抑制技术。将五电平桥式中点箝位变流器等效为两个三电平中点箝位变流器的组合,原参考电压矢量可分解为两个小的电压矢量。五电平空间矢量脉冲宽度调制也被分解为两个三电平空间矢量脉冲宽度调制。为抑制其共模电压,其中一个三电平变流器采用零共模电压空间矢量脉冲宽度调制策略,另一个三电平变流器则按传统空间矢量脉冲宽度调制策略进行调制。对比分析并仿真研究现有两种调制策略与改进型空间矢量脉冲宽度调制策略下五电平桥式中点箝位变流器的共模电压和直流电压利用率。理论分析和结果证明变流器的共模电压最大值比传统SVPWM(space vectorpulse width modulation)下降了60%,直流电压利用率比零共模电压策略升高了4%,说明在共模电压得到有效抑制的同时,保持了较高的直流电压利用率。

基于新型SVPWM的NPC/H桥五电平逆变器共模电压抑制策略研究

为解决逆变器中共模电压随其电平数增加而幅值增大的问题,以中点箝位H桥五电平逆变器为例,分析共模电压的产生机理,并提出一种基于参考电压矢量分解的新型五电平空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)算法。该算法直接将五电平分解为两电平,避免了先将五电平转化为三电平,再将三电平转化为两电平的繁琐过程且可适用于更高电平。基于该算法设计了一种通过合理选择空间矢量来抑制共模电压的五段式调制方法。理论分析、仿真与实验结果表明,该方法可以将共模电压最大值抑制到单相直流电压源电压值的1/3,比传统SVPWM算法下降了60%;同时,逆变器的开关损耗也得到了减小。

基于SVPWM的动态电压恢复器的研究

动态电压恢复器(DVR)作为一种电力电子设备,是调节电网电压暂降的重要方法之一,通过向电网补偿适当的电压值,使负荷侧的电压恢复到跌落以前的正常值,维持负荷侧电压稳定,保证敏感负荷供电的连续性。本文在利用SVPWM技术控制DVR逆变单元三相电压源转换器进行直流/交流变换的同时,采用锁相环技术闭环控制负荷侧电压的方法。经过Matlab/Simulink软件进行的仿真和实验验证了所采用方法在对系统发生单相和三相电压暂降进行补偿时的有效性。

三相H7电压源型光伏并网逆变器共模电压抑制

针对典型三相非隔离型光伏并网逆变器(以下简称"典型逆变器")存在共模电压的问题,在分析了共模电压与开关状态之间关系的基础上,提出采用具有7开关的三相H7电压源型光伏并网逆变器(以下简称"H7逆变器")拓扑和5段式空间矢量脉冲宽度调制技术,通过控制零矢量来抑制共模电压,并阐述了调制策略的实现方法。应用MATLAB/Simulink和MATLAB/Powergui平台对典型逆变器和H7逆变器进行仿真对比,典型逆变器和H7逆变器的共模电流有效值分别为0.716 A和0.411 A,且前者的共模电压基波幅值大于后者的共模电压基波幅值,说明所提方法能有效抑制共模电压。

变频调速结构接地点与中性点电压的最小化分析

针对变频调速系统中存在电磁干扰的现象,运用空间矢量法对在脉冲宽度调制下的变频器产生电磁干扰的原因进行深度分析,获得高频共模电压在接地点与中性点之间的电路模型,给出了空间矢量分析的算法和结果,通过提高调制脉冲的质量,减少电磁干扰的强度。变频系统能够产生严重的电磁干扰,高频共模电压是变频调速系统中引起电磁干扰的主要因素之一,对系统安全运行影响很大。文中建立了基于系统的局部电路仿真模型,并进行了不同频率信号输入下的计算机仿真实验。

虚拟磁链定向的三相电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

本文研究了一种用于三相电压型PWM整流器的新型直接功率控制策略——基于虚拟磁链定向的模型预测直接功率控制。该方法以虚拟磁链矢量作为基本控制矢量,利用功率预测模型和功率误差最小原则,得出目标控制矢量公式,结合空间矢量脉宽调制实现模型预测功率控制。该方法简单,在每个开关周期对选择矢量没有限制。同时,将本文提出的方法与基于虚拟磁链定向的开关表直接功率控制在不同工况下进行了仿真和实验对比。结果验证了本文方法的有效性和可行性,为三相电压型PWM整流器提供了一种可行的控制方案。

基于直流母线电压控制的无传感器感应电机驱动

大多数驱动电机的无传感器算法是基于电动机电流和电压的电气变量为数学模型。因此,这些变量的准确性很大程度上影响了电机驱动的性能。由于电压源逆变器的空间矢量脉冲宽度调制的低输出电压容易导致电机在低速范围内误差大,针对这个问题,文中提出了基于可变的直流母线电压作为一种高性能控制策略来克服无传感器感应电机的上述问题,并通过模拟仿真验证了所提出的策略。

串联H桥多电平变频器电压空间矢量控制算法

为解决串联H桥多电平变频器调速系统中,由于电压矢量数目过多而带来的计算困难及电压矢量优化选择问题,在对多电平系统电压矢量的特点和规律进行深入分析的基础上,提出了一种简单、通用的电压空间矢量控制算法。该算法采用以线电压作为中间值的方法对输出电压矢量及其作用时间进行计算,采用大小开关状态相结合的方法对脉冲宽度调制(PWM)脉冲进行输出。该方法同时具有需要定时器数目少,占用内存少和实现简单的特点。实验结果表明该控制算法是正确和有效的。

海上风电VSC-HVDC系统的直接功率控制

为了解决传统直接功率控制存在开关频率不恒定问题,该文提出了一种适用于海上风电场并网的电压源型高压直流输电系统的改进直接功率控制。该方法在推导电压源型高压直流输电系统αβ坐标系下离散化数学模型的基础上,结合虚拟磁链定向、瞬时功率理论和空间矢量脉冲宽度调制,针对电压源型高压直流输电系统设计了相关的离散化控制器。风电场侧采用定有功功率和无功功率,电网侧采用定直流电压和无功功率,实现直流电压稳定以及有功、无功功率的解耦。在Matlab/Simulink构建的离散模型基础上,对有功、无功等工况进行了仿真分析。仿真结果验证了该方法的有效性和可行性,为海上风电场电压源型高压直流输电系统提供一种可行的控制方案。

采用虚拟开关时间的五相逆变器PWM策略

针对五相电压源型逆变器的脉冲宽度调制控制技术,提出一种基于虚拟开关时间的电压调制方法。该方法利用虚拟开关时间的概念推导出一个时间自由度与逆变器各相实际开关时间的关系。在一个开关周期内,通过对该自由度及各相开关时间的合理安排,可以有效的提高系统的调制系数。该方法既简单易懂,又容易数字化实现,无需进行扇区和目标矢量位置的判断,避免了计算量大的问题;通过一个额外自由度的运用,可以方便地在各种类型的脉冲宽度调制间实现无缝切换,并且在一定程度上也揭示了载波型脉冲宽度调制和空间矢量脉冲宽度调制的内在联系。仿真结果验证了该方法的有效性。