基于SVPWM的电机控制研究与实现

直流无刷电机以静音、寿命长、能效高的特点,得到了逐步广泛的应用。其中SVPWM控制的直流电机又因能做矢量控制,支持了一些特定且重要的场景,从而成为了行业的热点。本文分析了SVPWM的优势,从它实现的模型展开,对其控制逻辑进行剖析,并以算法推演它的过程,最终以五段式、七段式的实现方法作结尾。在SVPWM的应用上也作了简要的拓展,相对完整的展现了永磁同步电机矢量控制的输出部分。

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调制的三段式算法研究

在三相逆变中,传统的SVPWM调制算法涉及到坐标变换和矢量分解,有较多的三角函数运算、矩阵运算和无理数运算,其复杂的计算降低了控制系统的实时性要求。提出了一种SVPWM三段式调制及其计算方法和实现方法,其优点是简化了传统SVPWM调制的繁琐计算,仅通过查表和简单乘法计算可完成调制。扇区的判断和逆变桥驱动波生成由组合逻辑实现。调制和驱动波可由硬件实现,也可由软件实现。对设计原理及要求做了说明,并对SVPWM三段式调制做了Simulink仿真和电路实验。通过分析、仿真和实验,证明了SVPWM三段式调制及其计算方法是可行的。

基于Z源逆变器的改进SVPWM控制算法研究

针对Z源逆变器在农用电动车辆的电机驱动系统中的应用现状,通过对当前Z源逆变器控制算法的研究与对比,提出一种改进型的SVPWM控制算法。该算法采用直通零矢量4分段方式和无坐标变换的扇区判断方法,通过设置相同的网络参数进行仿真,改进算法较传统算法使逆变桥母线电压峰值较直流电源电压提高30.61%,电感电流的纹波减小34.07%。最后搭建电机控制实验平台,进一步验证改进算法的正确性。

基于三电平逆变器的SVPWM控制算法研究

为了解决传统三电平逆变器SVPWM(Space VectorPWM,SVPWM)算法计算过程复杂、总谐波含量较高的问题,提出一种改进的SVPWM算法。改进的SVPWM算法将三电平逆变器空间矢量图以四边形进行扇区划分,通过矢量转换计算基本电压矢量作用时间,根据开关状态变换原则设计开关序列。仿真结果表明,运用改进的SVPWM算法后三电平逆变器可以正常输出波形稳定的三相交流电压,并且扇区判断时间变短、总谐波含量降低。

三相Z源逆变器的直通分段SVPWM仿真研究

直通分段SVPWM作为一种基于传统SVPWM调制改进而成的算法,目前没有文章对其仿真模型进行详细阐述。本文首先介绍了三相Z源逆变器工作原理及拓扑;然后在传统SVPWM调制原理及算法实现和仿真搭建的基础上做相应改变,说明了直通分段SVPWM原理并运用Matlab软件Simulink工具箱中模块进行仿真模型搭建;最后将其与三相Z源逆变器相结合搭建仿真模型。通过分析仿真结果,验证了直通分段SVPWM调制算法及所搭建仿真模型的正确性,从而为相关学习及使用者提供了可靠参考。

基于DSP的优化空间矢量脉宽调制研究

提出了一种新颖的便于DSP数字实现的五段法SVM算法,对各扇区开关信号及其形成原理进行了详细讨论,给出了其余算法流程的简洁结论和此算法的双重傅里叶分析。在不同载波比N和调制度M下,用MATLAB软件对五段法SVPWM调制波信号、直流电压利用率及输出电压谐波等进行了仿真分析研究,得到了影响SVPWM总体性能的几个主要因素。在TMS320F2812 DSP上实现了此算法,验证了理论分析及仿真结果。

五段式与七段式空间矢量脉宽调制下永磁同步电机高频噪声对比分析

为探明分别采用五段式与七段式空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电动汽车驱动用永磁同步电机以载波频率为中心频率的阶次噪声差异,首先分析了永磁同步电机径向电磁力的时空特性,然后对径向电磁力进行仿真并对结果进行二维时空分解,最后对采用2种SVPWM控制的电机进行了振动噪声测试,识别出对电机高频噪声贡献较大的噪声阶次。通过对比发现,电机采用七段式SVPWM控制时,在转速530~9 000 r/min范围内0阶、8阶、-8阶噪声幅值分别降低21.21 dB(A)、9.21 dB(A)、12.65 dB(A),试验结果与理论、仿真结果的一致性较好。

三电平逆变器共模电压分析与抑制

为抑制三电平逆变器共模电压,以二极管钳位式拓扑为例,分析其共模电压产生机理并提出一种抑制共模电压的简化三电平5段式空间矢量脉宽调制算法。该算法通过选取输出共模电压幅值小的基本电压矢量参与调制来抑制共模电压。仿真和实验结果表明,所提算法将共模电压最大幅值抑制到Vdc/6,比传统一般算法、抑制共模电压的7段式、7段式算法分别减少2/3,1/2,0,且可以克服上述3种算法输出共模电压幅值随其调制度变化而变化的缺点。

NPC逆变器混合四段法与六段法的空间矢量调制策略

针对传统的空间矢量脉宽调制SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)方法计算量大且扇区判断复杂,控制器计算工作量大这一问题,研究一种基于60°坐标系和新型混合段法调制的SVPWM。该方法采用四段法与六段法结合生成所需的空间矢量调制波形,通过改变电压调整系数对P型N型O型单位矢量进行调整,进而降低电容中点电压的不平衡程度。仿真结果表明,该方法可省去扇区判断过程,协调中点电压漂移和偶次谐波消除的不足,THD缩小为31.08%。

一种间接三电平电流源PWM变换器策略的设计与研究

与基于载波的正弦脉宽调制(SPWM)相比,空间矢量脉宽调制(SVPWM)因其较高的电流(电压)利用率,在电压源变换器(VSC)中获得了广泛应用,而在电流源变换器(CSC)中,SVPWM技术较难实现。为了在CSC中使SVPWM技术的实现更加容易,提出了一种间接PWM调制方法,该方法通过将双逻辑信号转换为三逻辑电平信号,从三相VSC的调制策略中得到三相CSC的调制策略,提出了一种七段调制方法。通过仿真结果验证表明,间接PWM调制方法具有易于实现、交流侧电流谐波小、直流侧电流脉动小等优点。

电动汽车驱动电机控制的脉冲宽度调制算法

续航里程是电动汽车应用的主要瓶颈,提高电机驱动系统的效率是突破该瓶颈的关键技术.逆变器损耗大、效率低不仅会影响电动汽车的续航里程,还会造成电动汽车冷却系统的散热负荷过大,限制逆变器的电流输出能力.为此通过对七段式SVPWM(空间矢量脉冲宽度调制)、Flat-Top(平顶)SVPWM和半频式SVPWM进行比较研究,提出了一种组合式SVPWM方法,即在电动汽车的不同工况下使用不同的调制算法.经一辆电动汽车样车验证,所提方法可以使系统在减小逆变器开关器件损耗的同时,仍能具有相对较高的扭矩控制精度,从而提高其市场竞争力.

基于分段调制的光伏逆变器加权效率提升研究

采用最大转换效率来衡量光伏并网逆变器的发电效率的评价方式存在一定的局限性。文章通过分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)和不连续脉宽调制(DPWM)方式下光伏并网逆变器损耗分布情况,比较了两种调制方式以及开关频率对逆变器全功率范围内加权效率的影响,提出了一种在轻载工况下采用SVPWM、重载工况下采用DPWM、在低直流电压等级下提高功率器件开关频率的分段调制策略,并在500 k W光伏并网逆变器上进行了加权效率试验。试验结果验证了该分段调制策略的有效性。

车用PMSM容错控制策略

对永磁同步电机六开关三相逆变器的故障进行分析,提出了一种低成本的四开关容错拓扑结构。在分析四开关逆变器控制原理的基础上,研究了四开关逆变器的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)的控制方法。通过选取分布因子k,提出了四开关逆变器的"七段式"实现方法。揭示出在采用了四开关拓扑结构后电机的性能。仿真的结果验证了算法。