基于扩展移相的隔离型AC-DC变换器零矢量PWM调制策略

传统隔离型双向AC-DC变换器多为两级式结构,变换器效率低、控制系统复杂,现有的单级式解决方案通常依赖大量实时计算,难以兼具低电流应力、宽软开关范围和高功率传输能力特性。为此,该文设计基于双有源全桥的新型单级隔离型双向AC-DC谐振变换器,提出一种含有零矢量的复合频率调制策略。从高频开关周期入手,利用数学推导,证明所提方案在实现自动功率因数校正功能的同时,可降低开关器件的开关频率,免除附加吸收电路,实现交直流全桥的软开关,且几乎无功率回流,从而有效提升变换器的功率传输能力,所提单变量调节方法简化控制系统设计。最后,搭建额定功率为450W的仿真和实验平台,证明理论分析的正确性和调制策略的可行性。

基于十八扇区细分的含零矢量PMSM-DTC研究

针对含零矢量的永磁同步电机直接转矩控制(PMSM-DTC)系统,在磁链圆扇区分界线处弧段出现磁链畸变、幅值调节迟缓的问题,从电压矢量与磁链的数学关系入手,根据零矢量所特有性质,分析了有效矢量和零矢量对磁链调节的影响,阐述了出现该问题的根本原因,指出零矢量在扇区分界处应用的一些缺陷,提出一种部分区域替代零矢量的解决办法。该方法将磁链圆均分为18个扇区,通过选择最优电压矢量替代扇区分界处的零矢量,从而使该区域更具可调控性,使用了Matlab/Simulink建立了相应的仿真模型,最后对上述理论分析进行了实验验证。研究结果显示:该方案可有效改善磁链和转矩波形,为进一步研究提供了相应依据。

基于模糊零矢量永磁同步电机直接转矩控制

针对传统永磁同步电机直接转矩控制中的转矩脉动问题,对传统直接转矩控制中产生转矩脉动的机理、零矢量在永磁同步电机直接转矩控制中的作用进行了详细分析。通过采用带零矢量的模糊控制器代替传统的滞环比较器,构建了一种基于模糊零矢量的永磁电机直接转矩控制方法,实现了永磁同步电机磁链和转矩的协同控制,将磁链偏差和转矩偏差进行合理的模糊分级,有效地抑制了转矩脉动,同时保持了直接转矩控制的响应速度快和鲁棒性强的优点。仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性。

一种零矢量-变延时随机PWM方法

随机开关频率脉宽调制方法在较宽频率范围可以获得均匀的频谱特性,但是由于数字化实现中采样周期同步随机变化,使得滤波器设计复杂,而且控制器的增益和调节器的设计需要随着采样频率的变化而变化,使得工程化实现困难。文中提出了一种新颖的双随机调制策略,将采样频率固定,采用变延时技术在一个采样周期内计算下一个脉冲输出的延时时间,两个输出脉冲之间的周期为随机开关周期。同时随机化零矢量,通过约束保证平均开关频率等于采样频率。分析和试验结果表明该方法仅仅通过软件实现,不用改变硬件设计和散热设计,通用性强、频谱特性好。

三相逆变器的无零矢量共模电压抑制技术研究

研究了三相逆变器的RSPWM、AZSPWM1、AZSPWM3和NSPWM无零矢量共模电压抑制技术。首先,分析了不同调制策略的调制因数和参考电压矢量的工作区间,说明了RSPWM的工作区间较小,适用于低调制比工作场合。再次,利用理论分析和仿真方法,研究了无零矢量调制策略的直流电压利用率和输出谐波特性,并与传统SVM调制策略比较。结果表明,AZSPWM1、AZSPWM3和NSPWM调制策略能够有效地抑制三相逆变器共模电压,同时保持了较高的直流电压利用率。但相对SVM调制策略,三相逆变器的输出谐波含量有所增大。研究结果为三相逆变器的无零矢量共模电压抑制技术的选用及进一步研究提供了理论依据和指导。

包含零矢量的永磁同步电机直接转矩控制

提出了一种基于包含零矢量模糊逻辑的永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统的实现技术。通过分析零矢量的作用,阐述了将零矢量合理地包含在模糊控制器(FLC)中的方法,使零矢量能够充分发挥在PMSMDTC中保持电磁转矩的特点。通过与以往的包含零矢量的PMSM模糊DTC控制技术进行理论分析和仿真对比,表明本文提出的技术可以有效抑制电磁转矩脉动,取得更优越的运行性能。

基于直通零矢量脉宽调制的Z源整流器研究

Z源整流器是一个特殊的阻抗网络,将变换器主电路和电源耦合在一起,获得独特的升/降压特性,有效地克服了传统的电压源和电流源变换器的不足。本文介绍Z源整流器的工作原理及其特点,在传统PWM调制基础上提出适用于Z源整流器的等分直通零矢量PWM调制方法,Simulink仿真证明了该调制方法的可行性,稳态和动态性能优良。

零矢量在永磁同步电机直接转矩控制中的作用及其仿真研究

在以往的永磁同步电机直接转矩控制研究中,将零电压矢量引入到转矩调节器中,认为其起到保持当前转矩的作用。该文对永磁同步电机中零电压矢量对转矩脉动和磁链脉动的影响进行了详细的理论分析,指出在电机高速运行的情况下,零矢量实际是起到减小转矩的作用。转速越高,零矢量减小转矩的效果越明显。仿真结果证明了理论分析的正确性,这为正确理解零矢量在永磁同步电机直接转矩控制的作用以及今后对零矢量作用的范围进行优化设计具有指导意义。

永磁同步电机直接转矩控制中零矢量的作用研究

通过对永磁同步电机直接转矩控制机理的分析,指出了永磁同步电机与异步电机在实施直接转矩控制上的某些差异,其中零电压矢量的作用有所不同。由于永磁同步电机控制变量中没有转差的概念,电磁转矩变化受控于功角与功角的增量,而零电压矢量对功角增量的作用很弱,因此一般从转矩的动态控制效果认为,零矢量不适合在永磁同步电机直接转矩控制中应用。对此作出了修正,从理论和实验角度证明,零矢量可以参与永磁同步电机转矩的直接控制,在有效抑制转矩和磁链脉动及提高系统性能上有独特的作用。

基于空间矢量PWM技术的零矢量分配问题分析

针对空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)中不同的零矢量处理方法可以获得不同的输出波形,引入零矢量分配因子对SVPWM零矢量分配问题进行探讨,阐明了SVPWM统一连续调制方式和不连续调制方式的原理。分析了引入零矢量分配因子后基本空间矢量在各扇区采用始终正转、反转和扇区之间正反转交叠三种合成参考矢量方法时开关切换时间的计算问题,给出了计算通式。仿真分析了SVPWM的开关信号波形,以及在SVPWM控制方式下逆变器输出电压的总谐波畸变率与零矢量分配因子的关系,验证了分析结论,有助于进一步研究基于SVPWM的多电平逆变器。

随机零矢量分配空间矢量PWM的谐波分析

分析了在空间矢量脉宽调制下电机磁链误差产生的本质原因,给出了理论上的磁链误差带;根据纹波电流推导出了随机零矢量分配空间矢量脉宽调制(RZDPWM)策略下磁链/电流谐波在微观(开关周期)和宏观(基波周期)上畸变率的理论表达式.最后,对理论表达式进行了分析讨论,揭示了RZDPWM的一些本质性特征,并用仿真实验对理论分析进行了部分验证.得出:在调制比较大时RZDPWM的随机效果降低,均方值对随机数的数字特征具有较大的依赖性,误差三角形沿着磁链圆形轨迹的随机前进是频谱展开的本质原因.

整流级有零矢量的TSMC调制策略

在整流级无零矢量调制的双级式矩阵变换器(TSMC)中,各个PWM周期内整流级输出平均直流电压为时变量,增加了逆变级的控制难度。将常规矩阵变换器双空间矢量调制技术推广到TSMC中,分析了整流级有零矢量的TSMC双空间矢量调制原理。由于整流级输出的直流平均电压在一个PWM周期内为恒值,逆变级的调制系数不需要在每个PWM周期内进行调整,简化了逆变级的控制。采用整流级与逆变级2级开关的协调控制仍能实现整流级零电流换流。用PSIM仿真软件对该调制策略进行实验,仿真结果验证了理论分析的正确性。

零矢量参与控制的永磁同步电动机直接转矩控制

为了解决传统的永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)由于滞环转矩脉动较大的问题,分析了常规DTC的基本原理,在此基础上将零矢量引入DTC控制中。同时考虑到在DTC控制过程中,磁链位于扇区边界时,边界处的磁链将会强制分配在邻近的扇区内,从而导致系统转矩脉动过大。为了解决该问题,对常规的DTC算法进行了修正,给出了扇区边界电压矢量选择补充表,并结合含有零矢量的开关表提出了零矢量参与控制的PMSM-DTC数字算法。仿真研究结果进一步验证了所提方法的可行性和有效性,由仿真结果可以看出,零矢量参与控制能有效地减小转矩脉动和磁链脉动。

一种基于零矢量调节的五桥臂逆变器调制方法

针对五桥臂逆变器传统调制方法存在的电压利用率低、有大量电压反向脉冲、开关损耗大等问题,提出一种基于零矢量调节的调制方法,该方法借鉴空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,通过调节整合两逆变器的零矢量分布,统合考虑公共桥臂脉宽需求,使其同时满足两台交流电机的需求。仿真和实验结果表明,该方法能实现两台交流电机在不同转速下的独立控制,且与传统调制方法相比,逆变器的电压利用率可提高一倍,电压反向脉冲和一个采样周期内开关动作次数均显著减少,从而验证了所提方法的有效性。

SVPWM调制法中零矢量优化分配技术的研究

本文研究了规则采样PWM和空间矢量PWM两种调制方法的一致性。引入零矢量分配因子概念,通过对其优化选择,可以明显减少开关损耗。仿真结果验证了该方法的正确性。

双Y移30°永磁同步电机空间矢量PWM技术零矢量分配研究

双Y移30°永磁同步电机是一个强耦合的六维系统。为了实现转矩的解耦控制,将该系统经解耦坐标变换,建立在三个两两正交的子平面上,通过空间矢量PWM技术对转矩和定子谐波电流进行统一控制。本文针对该种空间矢量PWM技术,详细研究了连续调制模式和不连续调制模式下的零矢量的选择依据及其分配情况。仿真结果显示,连续调制模式能取得更小的转矩波动,而不连续调制模式能在大幅度减少开关次数的同时,取得比连续调制策略更少的定子电流谐波含量。

农用风机与水泵的劈零矢量脉宽调制(PWM)调速研究

为了在农村泵与风机中实行节电，采用了高频劈零矢量脉宽调制（ＰＷＭ）变频器，激励一台２２０ｋＷ鼠笼式异步电动机，通过拖动一台风机所做的数字仿真和性能试验，带载转矩脉动很小，运行平稳，电机损耗较小，效率较高。说明了该ＰＷＭ技术用于风机水泵调速中的可行性和经济性。

磁通正弦PWM零矢量分布遗传求解

在分析现有PWM调制技术的基础上 ,对磁通正弦PWM进行研究 ,针对磁通正弦PWM零矢量分布采用混沌变异遗传优化求解的方法 。

五桥臂逆变器-双异步电机调速系统的零矢量交错模型预测控制

五桥臂逆变器-双异步电机调速系统采用模型预测控制相比于传统的矢量控制具有更好的动态性能,易于实现系统的全局性能优化,但却存在稳态性能差、计算量大难以实现、无法消除公共桥臂开关动作需求限制等问题。对此,提出一种零矢量交错模型预测控制(ZVI-MPC)方法,将空间矢量的概念与矢量合成原理引入到模型预测中,在一个采样周期中对每台逆变器均作用两个电压矢量(一个非零矢量和一个零矢量),利用无差拍理论计算两逆变器的非零矢量作用时间,结合公共桥臂开关需求,调节各矢量作用时间并按照零矢量交错原则进行开关状态分布,以避免出现公共桥臂开关动作需求冲突。该方法在任意采样周期内只需考虑12种有效矢量组合,大大减少预测控制计算量。仿真和实验结果表明采用零矢量交错模型预测控制,两台电机可独立稳定运行,且均具有良好的动静态性能,相比于传统模型预测控制方法,本文所提方法稳态性能更理想,且计算量显著减小,易于实现。

Z源逆变器的直通零矢量控制策略的研究

针对离网型的Z源逆变器提出了一种利用直通零矢量对Z源电容电压进行闭环控制方案.介绍了Z源逆变器的概念,并在此基础上介绍了利用直通零矢量对Z源电容电压进行闭环控制的原理,同时给出了完整的控制框图与PI参数的整定方法.仿真结果表明了控制方法的正确性与有效性.