基于双分频带的新型随机开关频率SVPWM策略

传统固定开关频率空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)技术导致的高次谐波使得电驱动系统电磁干扰问题较为严重,随机开关频率(random switching frequency,RSF)-SVPWM可用于改善此类现象。文中阐述了SVPWM技术与RSF-SVPWM技术的原理,探讨了RSF-SVPWM策略中扩频范围增大对系统的影响。为在扩频范围较小时仍能达到很好的高次谐波分散效果,提出一种基于双分频带的新型RSF-SVPWM策略。该策略以原中心开关频率为中点划分2个局部分频带,设置各自的局部中心频率点与扩频范围;以两相静止坐标系下理想β轴电压分量正负为标准,判断每一开关周期所属具体分频带后,使得开关频率围绕该分频带中的局部中心频率点进行各自的随机化。仿真与实验结果表明,该新型RSF-SVPWM策略相比于较大扩频范围的传统RSF-SVPWM策略,高次谐波分散效果相当,同时可降低系统电流环脉动,使得输出电磁转矩较为平稳,有助于推进电驱动系统在高端行业领域中的应用。

随机开关频率SVPWM技术的应用研究

分析了随机开关频率SVPWM(空间矢量脉宽调制)控制策略下的逆变器输出的电流、电压谐波分布,并将其与普通的SVPWM技术进行比较,证明了该策略控制下可以很好地解决由PWM驱动带来的电磁噪声和机械振动。首先,分析并仿真验证了普通SVPWM控制技术存在的不足;其次,给出有效的随机策略的控制方案,并仿真验证该策略的可行性以及在该策略控制下逆变器输出的电流、电压的波形及其频谱分布。结果表明,随机开关频率SVPWM控制技术可以将原来集中于开关频率整数倍处及其附近的谐波能量明显的减小并且可以使得谐波能量比较均匀地分布在尽可能宽的频带上,可将原来的离散谐波频谱变为整个频带上的连续频谱,从而达到降低电磁噪声和机械振动的目的。

随机开关频率PWM(RFPWM)逆变器的研究及仿真

本文中,针对逆变器电气传动的电磁噪音及谐波造成的振动,设计了一种采用随机开关频率PWM(RFPWM)技术的逆变器。通过运用PSIM工具进行了仿真,仿真结果表明逆变器的输出谐波频谱均匀随机分布。因此,通过本文设计的RFPWM方式,可获得较小的可听噪声和机械振动。仿真的结果表明电压的谐波被扩展到宽频带区域内,从而使宽频带噪声较小,且比窄频带噪声干扰小。

基于随机开关频率SVPWM的永磁同步电机降噪研究

在永磁同步电机控制系统中,传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM)会在开关频率及其倍频处产生大量的电压谐波,针对该问题,提出了一种改进的随机开关频率SVPWM控制策略,通过在随机开关频率SVPWM中引入幅值随机变化的正弦函数,并选择合理的参数,应用于永磁同步电机电压谐波频谱扩展,该方法使谐波频谱分布更加均匀,并且进一步降低了谐波幅值,有效削弱了电磁噪声。通过仿真对比分析和谐波扩展性能评估,验证了新型随机SVPWM控制策略的优越性。

随机开关频率电压空间矢量SVPWM技术

分析了电压空间矢量SVPWM的原理及合成任意位置电压空间矢量的算法,并在固定开关频率(载波频率)基础上提出开关频率随机变化的方法。固定频率的SVPWM脉冲信号的谐波主要集中在其开关频率附近,且幅值较大;随机开关频率SVPWM脉冲信号的谐波分布均匀,且其谐波幅值的峰值较前者有了很大下降。这有利于减小逆变器输出电压的谐波幅值,从而减小交流电机转矩脉动的大小,达到抑制噪音的目的。

基于随机开关频率SVPWM牵引逆变器降噪的研究与仿真

本文针对牵引逆变器供电的交流传动系统带来的噪声问题,给出一种随机开关频率与空间电压矢量调制相结合的降噪方案,即随机开关频率SVPWM方法(RSVPWM)。首先对RSVPWM的频率变化范围进行理论分析,在此基础上利用Matlab/Simulink完成随机频率三角载波的建模,建立基于RSVPWM牵引逆变器仿真模型,分别对传统SVPWM和RSVPWM进行仿真分析。结果表明,RSVPWM使谐波噪声频谱明显展宽,达到了降噪目的。

永磁电机电磁振动及变开关频率振动抑制技术试验探究

针对变频器驱动的永磁电机电磁振动特点,采用时域、频域均方根值及1/3倍频程值评价了周期和随机开关频率脉宽调制方案对永磁电机高频电磁振动性能的影响。首先理论分析变频器供电下的电机电磁场和电磁力特性,然后介绍常用的周期开关频率和随机开关频率高频电磁振动抑制原理,最后在一台永磁电机上对两种抑制技术进行全方位的评价和试验验证,结果表明,采用变频器供电时,电机电磁振动会引入显著的开关频率及其倍数附近谐波分量,采用周期和随机开关频率的方案虽然能够降低开关频率电磁振动的幅值,但会增加其他振动频谱分量。相比于传统的固定开关频率方式,无论从整个时域上的均方根值,还是频域上的均方根值和1/3倍频程值,两种技术方案下电机电磁振动均会增加,抑制效果有限。

离散随机SVPWM中概率密度函数的表征与选择

针对连续随机空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)技术在永磁同步电机驱动系统中对高度集中的PWM谐波能量分散效果不理想问题,提出一种基于Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术。首先,基于调制理论分析传统SVPWM技术的开关函数与电压PWM谐波之间的内在联系,并根据开关函数中调制参数的组合形式不同对随机SVPWM技术进行分类。然后,从预定义的离散序列中随机选择开关频率因子和脉冲位置因子以实现开关函数中开关频率和脉冲位置的离散随机化,同时基于Beta分布和均匀分布对离散随机序列进行优化,以改善离散随机SVPWM技术的PWM谐波抑制效果,使得频域中的谐波能量分散到更多频率分量处。通过实验平台测试,结果显示基于Beta分布的离散双随机调制技术相较于传统随机脉宽调制技术谐波峰值降低了53%,表明引入Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术具有更优的谐波散射效果,同时还具有与传统SVPWM技术相当的驱动效率。

电动汽车电机总成开关频率噪声分析与优化

为降低某电动汽车电机总成在开关频率附近产生的高频电磁噪声,减少终端客户的抱怨,在分析电机总成开关频率噪声产生机理的基础上,探讨控制开关频率噪声的方法,提出随机开关频率策略并分析其对开关频率噪声的影响;最后进行台架试验,结果表明采用随机开关频率策略可在不提高开关频率的情况下显著降低开关频率噪声。

电动汽车用感应电机削弱振动和噪声的随机PWM控制策略

采用随机开关频率脉宽调制(RFPWM)策略可使电流频谱特性趋于均匀,从而削弱电机的电磁振动和噪声。电动汽车用感应电机的固有频率较低,一般在0.6～5kHz之间,所以仅用RFPWM策略效果不明显。该文提出了电流谐波频谱整形结合RFPWM的矢量控制策略:使用带通滤波器提取反馈d、q轴电机固有频率范围内的电流谐波,并设计电流谐波频谱整形算法对其抑制,均匀其频谱特性,从而有效削弱了电机的电磁振动和噪声。最后对所提出的控制策略进行了理论分析和仿真验证,并搭建了10 kW电动汽车用感应电机对拖实验平台,通过分析控制器电流以及电机振动的数据,验证了控制策略的有效性和可行性。同时该控制策略不需要对硬件做出修改,具有很好的实用性。

随机频率PWM逆变器的分析设计

应用随机脉宽调制(pulse width modulation,PWM)方法可以使逆变器的输出电压频谱呈连续分布而不影响基波分量,这样由逆变器供电的电动机的声学噪声和机械振动就会大大减小。该文提出一种用于驱动感应电机的随机频率PWM逆变器,并给出了可实现的设计程序。首先分析随机信号对逆变器输出电压频谱的影响,其次,进行相关的量化设计;最后采用Simulink仿真和实验的手段对整个系统进行了分析。仿真和实验结果表明该文提出的随机开关频率脉宽调制(random frequency PWM,RFPWM)设计方案中,逆变器输出电压的频谱是均匀随机分布的,而且声学噪声和机械振动都得到有效抑制。

随机调制策略对选煤厂系统振动噪声的影响

降低选煤厂系统中电机产生的振动噪声,可从电机本体结构设计、电机本身材料及控制策略3个方面降低系统的振动噪声。在控制策略上,提出一种随机开关频率技术,使得开关频率及其整数倍周围的频谱展开,降低谐波幅值。通过仿真得到SVPWM控制策略的频谱分析图及加上随机后的频谱分析图,从仿真波形可以看出,加上随机后的噪声频谱在开关周期及其整数倍处明显降低。

改善随机调制抑制EMI性能的研究

随机PWM调制技术可有效解决电力系统中的电磁干扰(EMI)问题,被广泛应用于控制开关频率达到10 kHz及以上的高频开关器件中,然而,在相对较低开关频率下(如2 kHz),随机调制技术抑制EMI效果并不理想,甚至会使输出信号发生畸变。通过对随机调制扩频原理与随机开关函数及其傅里叶变换的研究,分析了低频下输出信号发生畸变的原因,结合输出信号滤波电路的传递函数,对LC参数值进行合理调整。结果表明,在相对低频下应用随机调制会增加输出信号的低频谐波,适当调整LC参数可更好地解决谐波问题,使随机调制具有更宽的开关频率应用范围,改善其抑制EMI的性能,并且随着开关频率的逐渐增大,随机调制抑制EMI的效果越来越好。

基于随机PWM技术的变频器降噪研究

针对变频器供电下电机系统产生的噪声问题,提出了一种简单有效的随机开关频率PWM法,即载波的频率和载波的三角波个数分别由两个不同的随机数发生器控制,以实现开关频率的随机化。该方法同时解决了载波切换过程中的相位差问题,实现了无相位差切换。以某型变频器为研究对象,设计了三相空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制的电机系统,通过试验测量,电机系统的噪声明显降低。该方法实现简单,对噪声要求较高的场合具有一定的应用前景。

混沌调制技术降低Buck型变换器电磁干扰水平研究

随机开关调制技术可以降低开关模式电源电磁干扰 (EMI)水平。混沌信号具有内在的随机性。本文将著名“蔡氏电路”产生的混沌信号经处理后 ,用于Buck型变换器开关的调制控制 ,使其工作在基于混沌的随机模式。通过对四种调制模式下变换器输入电流与周期PWM模式下输入电流频谱的分析比较表明 ,混沌调制技术在扩展频谱方面有良好的效果 ,可以用于降低开关模式电源的电磁干扰水平 ,改善电磁兼容性 (EMC)。

RSVPWM技术在船舶推进系统中的应用研究

固定开关频率空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略在电机调速系统中得到了广泛应用。该控制策略下的输出电压在开关频率整数倍处会产生幅值较高的谐波,是电机产生电磁噪声的主要来源。引入随机函数,采用随机开关频率SVPWM(RSVPWM)控制,可将原来集中于开关频率整数倍处的谐波能量明显减小,并且可使谐波能量较均匀地分布在尽可能宽的频带上,从而达到降低电机电磁噪声和振动的目的。通过仿真分析及振动测试数据,验证了BSVPWM控制方法在减振降噪方面的有效性,并在船舶推进系统中得到了应用。

有限大小神经元细胞膜动作电位的温度效应

研究了温度对有限大小神经元细胞膜动作电位的影响.发现随着温度的增加,在相同的时间内神经元产生的脉冲数目有先增加再降低的变化.在中等面积下,平均脉冲间间隔有类似于共振的先降低,达到最小值,再增加的现象.通过计算功率谱以及由功率谱定义的β因子,很清楚地看到β在某些温度时达到了最大值,产生了相干共振.

基于RPWM的变频器降噪研究

本文针对变频器供电交流传动系统带来的噪声问题,提出了一种随机开关频率与空间电压矢量调制结合的新方法,即可变延迟开关周期PWM方法(VDRPWM),以实现开关频率随机化;并以某型电机的变频器为研究对象,设计了三相空间电压矢量控制的电机系统。并利用Matlab/Simulink对三相空间电压矢量控制电机系统进行了仿真,研究结果表明该方法能明显减弱系统的二次以及高次谐波,降低了系统的噪声。该方法实现简单,对于大容量电机具有一定的应用前景。

低截获概率雷达复合信号设计技术

根据低截获概率 (Low Probability of Intercept)雷达信号应有的特点 ,从分析信号的相关函数和模糊函数入手 ,阐述了具有伪随机码相位调制和伪随机开关脉冲调制的复合信号设计与综合的原理 ,给出了这种信号可能的形式及每一种类型信号的可能应用场合 .

一种高效低噪长时可靠的推进电机控制系统设计

为满足无人水下航行器对大功率推进电机提出的高效低噪、长时可靠的设计要求,控制系统采用了模块化高度集成的设计方案。控制电路以TI公司的DSP28335为主控芯片,驱动电路采用高压大电流单路IGBT+CONCEPT方式,控制算法采用了随机开关频率空间矢量脉宽调制和PI闭环控制相结合的方式,在结构设计上采用高效集成热设计。经试验验证,该控制系统可长时间输出功率40k W,且高频电磁噪声得到了有效的抑制,使控制系统设计满足项目的需求。