CPS-SPWM级联H桥激励的变压器铁耗快速计算方法

针对载波移相(CPS)正弦脉宽调制(SPWM)级联H桥激励的变压器,提出一种基于经典损耗分离模型的铁耗快速计算方法.首先,结合SPWM电压波形特征定义集总占空比,并推导其关于调制比的解析模型;其次,基于经典损耗分离模型和集总占空比,构建CPS-SPWM级联H桥的铁耗计算模型,该方法可以直接使用调制比、直流母线电压等参数对铁耗进行计算,从而避免传统方法中的谐波分析或者数值积分过程;再次,基于本文铁耗计算模型,提出了一种针对SPWM电压激励的有限元(FEM)仿真等效方法,最后,通过实验验证了本文计算方法的有效性.研究结果表明:等效仿真铁耗误差小于3.6%、仿真用时减少74.5%;最大铁耗计算误差为7.6%.

基于SPWM的电磁流量计谐振式励磁系统研制

为了使电磁流量计长期可靠运行,需要降低励磁系统功耗并减少发热。因此,文中提出了一种基于SPWM控制的谐振式电磁流量计励磁控制方案,改变以往的恒流源驱动方式,采用高频开关电压源驱动,同时在励磁回路中串联电容来减少回路阻抗,并研制样机、开展实验验证。功耗测试结果表明:在相同励磁电流的条件下,所研制励磁系统功耗为原系统的58.3%,励磁电源功率为原系统的69.2%。水流量标定结果表明:当励磁频率为109.5 Hz时,所研制系统在水流速为0.5~5 m/s时标定精度满足0.5级要求。可见,所研制的励磁系统具有功耗低、测量精度高的特点。

基于SPWM混合调制的光伏并网逆变实践教学装置研制

为更好达到光伏并网逆变原理教学目标,基于模拟和数字控制技术研制一台通用光伏并网逆变实践教学装置。装置集成了DC/DC、DC/AC、通信和上位机显示等单元。利用SG3525为核心的升压电路和DSP TMS320F28335为核心的逆变电路作为教学装置的通用主电路,采用正弦脉宽调制(SPWM)单、双极性混合控制策略,完成课程中直流升压、逆变等多种实验。通过教学装置的操作、训练,显著提升学生对升压开关变换电路的原理、特性以及单相SPWM逆变电路的工作原理、波形分析的理解。

单极性SPWM逆变器并联环流分析与抑制

单极性正弦脉冲宽度调制SPWM(sinusoidal pulse width modulation)具有开关损耗低、效率高、输出波形良好的优点,然而在逆变器并联系统中,使用单极性SPWM方法可能引发环流,造成系统效率降低、电流波形畸变甚至器件损坏。对比采用4种不同单极性SPWM方法时并联系统的环流产生情况发现,只有双臂斩波单极性SPWM会引发环流,并从控制结构上分析了这一环流产生的原因。此外,针对使用双臂斩波单极性SPWM的情况,提出了一种不需要额外增加硬件成本的控制方法,可以避免在逆变器并联系统中引发环流。通过仿真与实验验证了该方法的可行性与有效性。

空间制冷控制器的SPWM波相位调整设计

空间制冷控制器输出的交流电在整星母线上会产生反射纹波,进而对整星配电器造成恶劣影响,为解决这一问题,传统方法为通过扼流器减小母线上反射纹波的幅值,弊端在于增加了载荷的负重。本文提出一种软件设计方案,基于冲量等效原理,通过并行进程同步生成无符号正弦波和无符号三角载波,通过自然采样法生成SPWM波。采用发送遥控指令的方式将目标相位发送给制冷控制器,通过时序逻辑的约束设计对遥控指令计数进行双采样处理,以建立正确的计时机制,通过嵌套算法实现计时机制的退出和从零点输出SPWM波时机的抓取实现了对SPWM波相位的精确调整,当两台制冷控制器的SPWM波相位差达到180°时,产生在母线上反射纹波的整体幅值最小,起到了抑制反射纹波的作用。经仿真和实验验证,该软件设计方案可替代扼流器抑制反射纹波,从而达到为载荷降低成本、减少负重的效果。

一种全桥单相SPWM数控低压变频逆变电源设计

设计了一种全桥单相数控低压变频逆变电源。该逆变电源由正弦波脉宽调制电路(SPWM)、IR2104驱动电路、全桥电路、LC低通滤波电路以及电压电流采样电路构成。通过STC8H单片机发出两路互补的SPWM波,再经过IR2104驱动模块得到四路互补的SPWM波,分别推挽驱动全桥电路中四个MOS管通断,从而完成直流电到交流电的转换,同时A/D实时监控逆变后输出电压、电流,主控制器得到反馈后通过闭环调节SPWM的占空比,控制输出电压、电流保护电路安全。通过实验验证表明该设计基本实现数字化控制指标要求,可调控输出电压0 V~36 V、可调控输出频率2 Hz~200 Hz。

Wideband Tunable Frequency-Doubling Optoelectronic Oscillator Using a Polarization Modulator and an Optical Bandpass Filter

A wideband tunable frequency-doubling optoelectronic oscillator （FD-OEO） is proposed and experimentally demonstrated based on a polarization modulator and an optical bandpass filter （OBPF）. The central frequency of the correspondingly fundamental OEO could be adjusted by tuning the bandwidth and central frequency of the OBPF, which could also be regarded as a photonic-assisted tunable microwave filter. The frequency tuning range of the FD-OEO covers from 9.5 to 32.8？GHz, and the single sideband phase noise of the fundamental signal is lower than -100dBc/Hz at an offset of 10？kHz. Moreover, the frequency stability of the generated signal is investigated by measuring its Allan deviation. The Allan deviation of the generated fundamental signal at 10？GHz is 2.39×10^-9.

基于AHB总线的单极性倍频SPWM发生器IP核设计

针对电力电子领域对正弦脉冲宽度调制波形的需求,基于西安智多晶微电子生产的SA5Z系列国产FPGA平台,提出一种由Cortex-M3内核通过AHB总线控制的单极性倍频SPWM调制IP核,其内部具有三角波发生器与正弦波发生器,通过数字化自然采样法比较基波与载波生成的SPWM波形,并在波形中插入死区后生成互补波形输出。通过ModelSim软件仿真了IP核内部运行状况,采用示波器观测了实际输出信号。分析、测试表明该IP核效果良好,可以通过配置相关寄存器灵活地输出带有死区、互补输出的单极性倍频SPWM波形,体现出FPGA在电源控制领域的优势。

改进型SPWM调制下的整流器参数设计与仿真研究

针对整流器在电网谐波补偿上受主参数影响变化较大,且在调制过程中易产生高次谐波和非线性等问题,以三相电压型PWM整流器为研究对象,提出了一种按照抑制电流谐波要求设计交流电感和依据直流电压对跟随性、抗扰性要求设计直流电容的方法,并对整定后的电感、电容参数在影响补偿性能方面进行了讨论。在整流器的控制策略上提出了一种动态调节的改进型SPWM算法,在SPWM算法中针对调制度的变化量对采样到的信号进行变换,通过DSP实现脉冲的动态调制。在Matlab/Simulink中对系统进行了仿真研究,结果表明系统参数设计和调制方法稳定可靠,动静态性能良好。

基于Simulink的SPWM逆变电路谐波分析

为有效减少和抑制单相逆变电路所产生的谐波,文中利用正弦波脉宽调制技术(SPWM)对双极性和单极性调制逆变电路进行建模与仿真,并进一步分析重要参数调制度和载波比对谐波成分的影响。仿真结果表明,单极性调制时的谐波性能优于双极性,合理增大调制度和载波比可以减少输出电压的谐波成分,从而提高输出电压的质量。

车用电机SPWM与SVPWM方案的调制度与电压利用率研究

随着新能源车辆市场占有率的增加,电驱系统性能受到广大学者和汽车行业从业人员的关注。正弦脉宽调制和空间矢量脉宽调制作为两种常用的车用电机控制方案,其涉及的调制度与电压利用率指标影响着电驱总成系统性能,提高调制度进而提升逆变器电压利用率,可以在母线电压一定的前提下,提高电驱系统转矩与功率。本文对SPWM和SVPWM两种控制方案下的调制度和电压利用率概念进行阐述,并通过理论分析及仿真手段加以验证说明,为后续提升系统性能提供理论基础。

基于载波移相SPWM技术的制氢电源研究

制氢电源作为制氢产业链的关键设备,其品质的优劣尤为重要。所设计的制氢电源采用电流源型整流器的模块化设计,其应用的调制技术为载波移相的SPWM技术。根据三相调制波与零值相比较的结果对一个工频周期进行分扇区处理,并在不同的区域内通过SPWM调制输出的触发脉冲控制电源子模块功率器件的开关状态,从而输出符合制氢装置技术要求的直流电压及电流,同时整流器交流电压电流满足电网总谐波畸变率的要求。

基于SPWM调制技术的采集终端备电系统设计

以往的采集终端备电系统虽然能在电网停电的状态下持续供电,但其电能转化率低,造成了很大的资源浪费。在上述背景下,设计基于正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)技术的采集终端备电系统。在硬件设计上,设计了备电光伏板和采集电源信息继电器;在软件设计上,利用SPWM调制技术转化率高、低成本、高效能的特点设计了系统的逆变输出模块,结合发电模块和蓄电模块,完成了采集终端备电系统的设计。通过系统实验表明,设计的备电系统电能转化率远高于以往的备电系统,电能转化率更高。

正弦波逆变器波形稳定混合控制策略研究

受蓄电池放电能力和实际电压限制,逆变器在稳定运行状态下,若瞬间断开或连接大负载,会使负载电压出现较大波动,严重时损坏设备。若直流母线电压较低,则逆变器输出的正弦波波形易产生削顶削底现象,对感性负载有影响。针对该问题,提出有效值闭环控制与定点电压闭环控制相结合的混合控制策略,在电压高于320 V时,采用定点电压闭环控制方式;若直流母线电压低于320 V,采用有效值闭环控制方式。经过仿真分析和实验验证,采用该混合控制策略,逆变器能够快速响应负载变动并使正弦波波形不会产生畸形。

基于SPWM的高效能电网充放电控制算法研究

本研究采用了系统建模和仿真实验的方法。针对电网充放电系统进行建模,分析系统中各个关键组件的工作原理和特点,基于此设计了基于SPWM的充放电控制算法。接下来,开展了一系列的仿真实验,验证了基于SPWM的充放电控制算法的效果。比较了该算法与传统的控制方法的性能差异。结果表明,SPWM控制能够有效维持电网正常运作。

级联H桥七电平逆变器同相层叠SPWM调制技术仿真研究

联型多电平逆变器输出电压谐波含量小,易于实现模块化,适用于高压大功率场合。本文主要介绍了H桥级联七电平逆变器拓扑电路结构和电压同相层叠调制(In-Phase Disposition,简称IPD)技术的基本原理,然后通过Matlab/Simulink仿真软件对级联全桥逆变器(Cascade Half-Bridge Inverter,简称CHBI)的运行特性进行了仿真研究(仿真建模、控制方法)。由于七电平CHBI是由6个频率相等、相位相同、幅值层叠的三角载波和正弦波相位调制产生脉冲信号,所以七电平CHBI在4500Hz载波频率,0.99幅值调制度下可使其相电压和线电压的THD分别达到18.76%,10.71%,说明CHBI在较低的工作频率下其谐波失真亦较小。

SPWM逆变电路滤波部分参数选择分析

当今,随着化石燃料的频繁开采和使用,全球变暖、海平面上升和温室效应造成的严重大气污染,以及废弃燃料残渣处置造成的水土污染等环境问题日益严重。制约许多国家经济可持续发展的主要问题就包括了能源问题和环境问题。而利用太阳能、风能等清洁能源进行发电,就需要利用到逆变器。随着光伏发电和风力发电的装机容量的增加,逆变器的需求也越来越大。同时逆变器广泛应用于家电、电动工具等生活类电气。逆变器能够将直流电经过开关管的导通与关断,转换成所要求的交流电,但是逆变电路的直接逆变出的交流电并不是标准的正弦波,要经过滤波电路的滤波才能使逆变出的正弦波更加趋近于标准的正弦波。本文通过研究逆变电路的原理、滤波电路的原理,从而对逆变电路的电感和电容的参数做出选择,并通过MATLAB仿真进行验证。

NPC变换器中点平衡控制SPWM与SVPWM等效性研究

单相三电平NPC变换器自身硬件结构特点使得其中点不平衡问题在研究相关控制策略过程中成为不可忽视的重要因素,针对单相三电平常用的SPWM和SVPWM两种调制策略,巧妙地从PWM信号占空比角度出发,经过严格的数学分析与推导,证明了利用零序注入实现中点电压平衡控制的SPWM与利用正负小矢量互补特性控制中点电压平衡的SVPWM仍然等效,最后给出了相同条件下两种调制方式的仿真结果,进一步证明两者的等效关系,从而揭示了不同调制方法形散神聚的本质。

基于载波相移SPWM技术的电流型有源电力滤波器的研究

组合变流器载波相移SPWM技术是多重化技术和SPWM技术的有机组合。它具有等效开关频率高,开关损耗小,动态响应好,传输频带宽等优点。该文在电压型组合变流器相移SPWM技术研究的基础上,对电流型组合变流器相移SPWM技术进行了探讨。并从二逻辑SPWM技术出发分析了三逻辑SPWM技术和电流型组合变流器相移SPWM技术的数学关系。在此基础上,提出一种基于载波组合相移技术的电流型有源电力滤波器,在较低的开关频率下实现了等效的高频载波效果。通过仿真和实验验证了这种技术在有源电力滤波器中的应用的实用性和可行性。

SPWM逆变电源的无互联信号线并联控制技术

该文提出了一种可适用于分布式发电系统或大容量UPS系统的高性能数模混合型逆变电源无线并联控制方案。这种控制技术以DSP为核心,通过检测逆变电源自身的输出功率来对高性能模拟SPWM逆变电源的电压幅值及频率进行下垂控制,从而实现了逆变电源的并联同步运行。实验结果表明,逆变电源均分负载电流的效果很好,逆变电源之间的环流很小。