直流偏置型游标磁阻电机系统低开关频率交替箝位PWM策略

提出一种具有零序电流调节能力的直流偏置型游标磁阻电机(DC-biased vernier reluctance machine,DC-biased-VRM)系统低开关频率交替箝位脉宽调制(pulse width modulation,PWM)策略。DC-biased-VRM利用电枢绕组中附加的直流偏置电流来构建转子磁链,为调节直流偏置电流,采用开绕组逆变器提供零序电流通路。相比于传统三相逆变器,开关动作的次数增加了1倍,在调整直流偏置电流、降低开关损耗方面存在一定优化空间。针对以上改进需求,引入交替箝位控制方式,并提出重新配置的零电压矢量实现零序电压的实时调节,保证零序电流的调节能力。最后,通过样机实验验证提出策略的有效性。提出策略可以减少开关动作次数,保证逆变器的低开关损耗,为提高DC-biased-VRM驱动系统效率提供有效的解决方案。

PWM逆变器驱动异步电动机采用长线电缆时电压反射现象的研究

PWM逆变器驱动的异步电动机 ,在逆变器和电动机之间采用长线电缆传输时 ,会产生电压反射现象 ,导致在电动机端产生过电压、高频阻尼振荡 ,使电动机绝缘老化 ,造成电动机在短期内绝缘击穿等事故 ,这是PWM逆变器驱动异步电动机采用长线电缆所产生的负面效应。文中首先分析了长线电缆传输时由于长线电缆的分布参数所产生的电压反射现象及其所造成的过电压等负面效应 ,分析表明电动机端产生的过电压与逆变器输出PWM脉冲上升时间和电缆长度有关 ,PWM脉冲上升时间愈短 ,电缆愈长 ,反射现象愈明显。采用低成本无源滤波技术可消除这种负面效应 ,文中分析和设计了一种一阶RC电动机端滤波器 ,用于接在异步电动机的接线端上 ,实验结果表明该滤波器可有效地减小电动机端过电压等负荷效应 ,从而提高系统的可靠性。

高频PWM脉冲波传输引起电机端子过电压的研究

基于传输线理论 ,在分析高频PWM脉冲波在电缆上的传输及反射过程基础上 ,分析电机端子过电压产生机理 ;建立高频下适于仿真电机端电压的系统仿真模型 ,讨论反射波振荡频率对电缆和电机参数的影响 ,通过仿真建立反射波峰值电压与电缆长度、载频等参数的关系 ,提出在电机端并联阻抗匹配网络的方法抑制过电压。

PWM脉冲电压下电磁线绝缘老化机理分析

随着电力电子技术的发展,脉宽调制(PWM)电源得到了广泛应用。由于该电源输出电压是一系列脉冲电压,有可能导致变频电机绝缘过早破坏。目前,有关高压连续脉冲电压下绝缘材料失效机理各方观点尚未达成一致;过去的研究大多停留在宏观水平,主要是定性的实验研究,缺少微观定量分析的支持。针对上述问题,该文对变频电机定子绝缘的电磁线进行了老化实验。在此基础上,通过热刺激电流和脉冲下局部放电参数的关系,揭示了老化时间和陷阱参数(如峰值位置、陷阱能级)的联系。同时测量了局部放电参数(如起始放电电压、最大放电量、放电相位分布)随老化时间的变化。上述工作的开展,为更深入的脉冲电压下绝缘老化机理研究打下了坚实的基础。

基于PWM逆变器的LC滤波器

为了使脉宽调制(PWM)逆变器具有较好的输出波形,针对PWM逆变器谐波次数较高的特点,采用二阶LC低通滤波网络。从逆变器无功容量最小的角度,介绍了一种单相电压型PWM逆变器LC滤波器的设计方法,该方法综合考虑了滤波器的频率特性、功率因数等要素,根据该方法选择LC参数,可以优化滤波器性能。

单相电压型PWM整流器交流侧电感的设计

文章在分析稳态条件下单相电压型PWM整流器(VSR)交流侧矢量关系的基础上,提出了一种基于矢量关系的单相VSR4象限运行时的交流侧电感参数的设计方案,给出了忽略交流侧电阻且只考虑基波分量时交流侧电感的计算公式,并论证了交流侧电阻对电感参数取值的影响可以忽略。仿真结果验证了设计方案的正确性。

基于双PWM换流器的微型燃气轮机系统仿真

根据单轴微型燃气轮机和永磁同步发电机特点,建立了使用双脉宽调制(PWM)换流器的微型燃气轮机发电系统动态仿真模型。为控制交直交变换器中电容电压和提高微型燃气轮机控制系统响应速度,模型中采用了参考负荷功率的PWM恒压控制方式。与采用二极管整流装置的微型燃气轮机系统相比,该模型可对永磁同步电机转矩和整流器直流电压进行协调控制,使得系统充分利用负荷功率变化的信息。仿真结果表明,该模型能够在负荷发生较大变化时满足负荷电压和功率的需要,并能够减小变换器间直流电压波动以及对直流电容的容量需求,使整个微型燃气轮机发电系统承受负荷冲击的能力大大提高。

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PFGA的步进电机PWM发生器设计

分析并设计了一种脉冲宽度调制(PWM)占空比序列实现步进电机正弦波电流驱动的方法。根据PWM基本原理和步进电机正弦波细分驱动的模式,对PWM计算公式进行了推导,得到了两种不同的计算方法,并得出占空比数据,二进制整数化后得到适合于二进制数字系统的整数化占空比数据序列。同时在Matlab中对PWM驱动方式进行建模、仿真、分析,得到二进制整数化占空比数据序列。对计算、仿真两种结果进行了比较,一致性很好。同时在现场可编程门阵列(FPGA)中设计了占空比序列PWM发生器,利用直接数字频率合成(DDS)选择不同频率的方波,实现步进电机细分数量的任意可调。

三电平逆变器PWM控制窄脉冲补偿技术的研究

针对高压大功率器件存在的窄脉冲问题,提出了新型的采用零序电压注入(Zero-SequenceVoltageInjection即ZSVI)补偿方法来消除窄脉冲的影响。在三相参考电压中注入零序电压,消除了输出线电压中窄脉冲带来的谐波分量和负序分量。仿真与试验结果表明,这种PWM方法在控制中点电位波动的同时,补偿了窄脉冲的影响。采用ZSVI方法后增加了输出电压,输出电压THD大大减小,输出电压THD不再受增加最大最小窄脉冲宽度影响,从而可以提高系统的可靠性。

基于共模电压抑制的双Y移30?六相SVPWM方法

定子绕组星形结点相隔离的双Y移30?六相电机与PWM变流器组成的系统会产生共模电压,给系统带来不利影响。为了抑制共模电压的大小与变化频率,分析了六相电压空间矢量的共模电压特点,提出一种六相SVPWM方法。该方法从64个基本矢量中选择共模电压不产生变化的非零基本矢量进行线性组合,得到一组中间矢量,使中间矢量在o1o2和z1z2平面为零矢量;然后利用中间矢量去合成dq平面上的期望矢量,合成过程中不使用dq平面上的零矢量。仿真和实验结果表明,在保持定子谐波电流抑制效果良好、电机转矩和转速动稳态性能良好的情况下,共模电压峰峰值为变流器直流母线电压的1/3,变化频率仅为线电压基波频率的3倍,远低于变流器开关频率。该方法可进一步拓展,用于抑制多相电机系统的共模电压大小与变化频率。

PWM逆变器-感应电机驱动系统中接地电流EMI问题的分析

在IGBTPWM逆变器—感应电机驱动系统中,IGBT的高速开关动作产生很高|dv/dt|和|di/dt|能够导致严重的电磁干扰(EMI)问题。研究表明不仅需要了解干扰的频谱, 而且也必须知道它们的时域波形才能全面刻画干扰的本质。如何准确描述并分析这种问题是复杂而困难的,该文应用系统函数的方法来描述这种EMI耦合通道的特征,并不需要对寄生电路进行复杂的参数提取,而且能准确预测了EMI的时域波形和频谱特性。接地电流脉冲峰值对应|dv/dt|的峰值。导通时,|dv/dt|基本不随着负载电流的变化而变化,而关断时,负载电流越小,|dv/dt|越小。由于|dv/dt|在开通时的值要比关断时大得多,因此接地电流EMI问题主要由IGBT的开通决定。系统函数的幅度频谱呈现带通特性。尽管逆变器工作时其拓扑结构发生变化,但是对描述耦合通道的系统函数的影响很小。当三相桥臂的两个IGBT同时开通或同时关断时,接地电流加倍。

不对称电压下PWM整流器的控制策略

在电网对称情况下,传统的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器控制方式拥有良好的动态和稳态性能,但在不对称电网下存在显著的谐波功率,严重影响PWM整流器输出电压及输入电流品质。通过将不对称电压与电流进行对称分量法分解,提出了在正负序同步坐标变换下,电网正负序电压分别定向的矢量控制策略,来消除功率传输中的波动分量,以实现在电网发生不对称故障时稳定直流母线电压。以此控制策略为基础令负序输入电流为零得到另一控制策略,以实现在电网发生不对称故障时使输入电流正弦。仿真及实验结果验证了2种控制策略的有效性。

任意路通用PWM波形发生器的设计

针对多电平变换器PWM信号通道多和PWM信号同步的问题,提出了一种基于PWMIP核的多路PWM发生器的设计方法。利用搭积木(Building Blocks)的方法即可方便构建任意路PWM发生器。所有PWM信号采用同一个时基,并且每路PWM均有独立的控制寄存器,容易实现PWM信号的严格同步和不同调制策略。该发生器具有友好的接口,以简化与DSP或MCU等控制芯片的接口设计。最后,设计了一个适用于三相三电平级联变换器的24路PWM发生器,实验结果表明了该设计方法的简洁性和实用性。

基于FPGA的静止补偿器PWM脉冲发生器设计

研制了基于现场可编程门阵列 (FPGA)实现的、用于± 50 0 kvar静止补偿器 (STATCOM)的 PWM脉冲发生器。该脉冲发生器通过接口单元接收 DSP写入的 PWM脉冲宽度数据 ,然后产生 PWM波形 ,其工作不受 DSP影响。同时介绍了脉冲发生器的基本原理、硬件构成和实现方法。该脉冲发生器已应用在工业和试验运行的± 50 0 kvar STATCOM中 ,实际运行经验表明 ,该脉冲发生器精度高、可靠 ,可解决非对称和无功控制不平滑问题 ,而且所研制的脉冲发生器也适用于其他类型的逆变装置。

双PWM变频器整流控制策略的研究

针对变频器对电网造成的谐波污染及无功，给出了矢量控制的变频调速系统及直接转矩控制的变频调速系统不同的整流器控制策略．结果表明，双PWM变频器无论是在矢量控制系统还是直接转矩控制系统，均可使输入电流接近正弦波，功率因数高，效率高，是高压大容量变频器的发展方向．

单相PWM整流器改进无差拍电流预测控制方法

脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器的无差拍电流控制能够快速准确地跟踪给定电流信号,但由于电感参数与控制延时的影响,会导致交流电流畸变,电流谐波含量增大甚至系统不稳定。针对该问题,该文提出一种改进无差拍电流预测算法,推导了单相PWM整流器改进算法的离散传递函数,分析电感参数和采样时间对控制系统稳定性能和动态性能的影响。将改进的无差拍电流控制方法应用于双闭环系统中,能够有效减小电网电流的3次谐波及总谐波失真(total harmonic distortion,THD),消除了电流畸变。整个系统在直流母线电压外环的控制下,实现了直流母线电压的精确控制。仿真结果和实验结果都证明了改进电流控制方法理论分析的正确性和可行性。

一种采用虚拟磁链模型预测的新型PWM算法

针对变流器脉宽调制(pulse-width modulation,PWM),基于虚拟磁链的模型预测,提出一种新型脉宽调制算法(novel algorithm of pulse-width modulation,NPWM)。建立由正弦调制电压和变流器输出电压构成的虚拟磁链模型,以磁链误差最小为优化目标建立价值函数,采用模型预测获取最优目标电压矢量。基于单一目标预测方法,提出一种多目标预测方案,确保在磁链误差范围一定的前提下降低器件平均开关频率,依据建立的价值函数分析算法流程。仿真和实验比较两种预测算法下NPWM调制和空间矢量脉宽调制的控制效果,验证两种预测方法下NPWM算法的有效性。

一种低开关频率PWM整流器的满意预测控制策略

结合满意控制和模型预测控制两者的优点,提出一种三电平脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的满意预测复合控制方案,实现了低开关频率下PWM整流器的高效运行,进而降低开关损耗、抑制电磁干扰。给出三电平PWM整流器的离散数学模型,分析其模型预测控制的实现方法,着重探讨满意预测控制器的设计,并给出PWM整流器隶属度的模糊判决方案。针对三电平拓扑存在的高du/dt冲击问题,给出其对应优化开关序列,消除du/dt冲击的同时,降低了系统计算耗时。仿真和实验结果表明,系统在低开关频率下运行时能有效抑制输入电流畸变,保证较高的功率因数,并保持良好的动稳态性能。

PWM整流器功率脉动最小化方法的研究

传统的单矢量直接功率控制在每个控制周期只发一个电压矢量,存在功率脉动大和开关频率不固定等缺点。在分析脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器预测功率模型的基础上,提出一种基于二矢量的新型直接功率控制策略,即在一个控制周期内同时施加一个非零矢量和一个零矢量。按照单个控制周期内有功和无功的脉动有效值最小为原则,通过数学推导解析求得该非零矢量的最优作用时间。该方法可在维持传统单矢量直接功率控制动态性能的基础上显著改善系统的稳态性能,且简单容易实现,其有效性通过仿真和实验结果得到了证实。