Research of the Unity Theory Between Three-level Space Vector and Carrier-based PWM Modulation Strategy

两电平空间矢量脉宽调制（space vector pulse widthmodulation,SVPWM）与正弦脉宽调制（sinusoidal pulse widthmodulation,SPWM）存有一定的本质关系,对于三电平,在常见的8段式SVPWM序列中可以证明,SVPWM与SPWM本质上也存在某种统一。实际的SVPWM调制中,由于要考虑中点电压平衡、减少谐波等其它性能问题,一般会利用开关冗余状态得到8段以上的开关调制序列。目前的文献中还未曾有对这些情况进行统一性地验证,因此三电平SVPWM与SPWM的统一理论存在一定的不足。研究发现,可通过严格地理论推导将传统意义上的调制波分解为2个子调制波,再进行SPWM调制,可以得到与SVPWM完全吻合的序列。该文在此方法基础上深入研究了8段以上（10、12、14段）的SVPWM调制序列与SPWM的统一。经过严格地理论推导,成功实现了含任意段数的SVPWM序列与SPWM的统一。仿真结果证明了该理论的正确性。

基于PWM调制的激光致声空-水跨介质通信方法

激光致声通信作为实现空-水跨介质无节点通信的关键技术,其研究和应用日益受到关注。在高重复频率条件下,传统的基于单脉冲识别的调制解调方式由于脉冲间相互干扰加剧,对码元判定造成明显干扰进而导致误码率较高而无法正常通信。针对此,文中提出了一种采用基于脉宽调制(PWM)的新型激光致声通信方法,采用最大重复频率为500 Hz的Nd:YAG脉冲激光器,通过调整激光脉冲数量产生不同宽度的PWM调制信号,然后在接收端通过脉冲宽度进行码元识别。实验结果表明,采用PWM调制的通信方式可以有效降低脉冲之间干扰带来的译码错误,在最高400 Hz重复频率下误码率仅为8%,提升了高重复频率下激光致声通信的可靠性和有效性。

基于三状态PWM的电动汽车电机驱动系统多模式调制策略研究

在电动汽车电驱动系统中,逆变器中的高频开关动作是产生开关损耗影响逆变器效率的主要因素,特别是为适应驱动电机高速化的趋势,不得不采用较高的开关频率,从而在低速时产生不必要的开关损耗,使逆变器效率偏低。因此,该文提出一种基于三状态脉冲宽度调制(TSPWM)的多模式调制策略来减少逆变器的开关损耗,提高全工况范围的逆变器效率。根据工况动态改变调制模式:在不同转速下采取变载频分段异步TSPWM;根据电机的相电流幅值动态地改变TSPWM不连续调制的钳位模式,使电流幅值较大的相保持在钳位状态以减小损耗。为了解决不同模式切换时相位突变导致电流或转矩冲击的问题,提出一种基于载波周期角度计算的电压矢量相位补偿算法,通过精确分析调制模式改变时刻对电压矢量角的影响,计算出切换后的补偿角度对空间电压矢量角进行补偿,从而实现不同模式的平滑切换。最后,通过算法仿真和电机实验验证了所提策略的有效性。结果表明,采用基于TSPWM的多模式调制策略的电机驱动系统,其逆变器效率得到了显著提升,且具有较小的共模电压。

对称双向多电平逆变器单极性LS-PWM调制策略

针对传统功率开关器件-二极管(power switch-diode,PSD)多电平逆变器拓扑存在反向电流和电压尖峰的问题,提出一种对称双向PSD多电平逆变器拓扑,该拓扑通过增加反向电流回流路径的方式,不仅能够解决传统PSD拓扑存在的反向电流和电压尖峰问题,而且在使用功率器件数量、总阻塞电压以及开关损耗等方面均具备优势。为了控制逆变器运行时反向电流的流向,通过对对称双向级联型多电平逆变器的开关状态进行分析,提出一种适用的单极性LS-PWM调制策略,该调制策略可降低逆变器开关损耗,同时防止功率倒灌。最后通过仿真和实验结果验证了该拓扑及调制策略的有效性。

PWM激励下电工钢片磁特性测量与结果分析

随着电力电子技术的不断发展,逆变器供电凭借于独特优势已成为电机系统中不可替代的一部分。但是,逆变器供给激励电压中含有大量的高次谐波,由此造成电机的损耗增加明显,对电机的发热、效率、振动噪声都会带来不利影响。所以,为能够最优的设计电机,提高效率,就有必要清楚地掌握电机用电工钢片在实际工作状态下的磁特性和铁芯损耗数据。论文通过使用改进的爱波斯坦方圈,对无取向电工钢片进行了在脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)激励下磁特性的测量,得到相应铁芯损耗。同时根据测量结果,分析讨论了PWM调制参数和铁芯损耗之间的关系。

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。

基于STM32 PWM的正弦信号发生器设计

文章阐述了基于STM32应用PWM方式产生幅度频率可调的模拟正弦波的一种方法。原理是在产生某一频率信号时,让采样脉冲的周期保持不变,在每个采样周期内改变1次占空比,改变的规律按正弦表变化,这样输出的信号经过滤波电路滤掉高次谐波以后就变换成相应的正弦波。设计经可编程芯片实现功能,实验结果表明设计系统的输出信号具有以下特点:稳定性和平滑性都很好,且相应的参数调节方便;这种信号产生方式与传统的信号相比具有较高的频率分辨率,且易于实现频率相位幅度的数控调制。相比于DDS技术,PWM方式的主要优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的,无需进行数模转换,能进一步提高信号的抗干扰能力,可广泛应用在测量、通信及功率控制与变换等领域中。

三相PWM整流器空间矢量控制简化算法的研究

常规的空间矢量控制方法需要进行复杂的正弦函数、反正切函数运算 ,由低成本的单片机控制系统实现较为困难。本文提出了一种空间矢量的简化算法。该方法根据参考电压矢量在αβ坐标系上的分量 ,直接计算电压空间矢量在各个扇区内的作用时间 ,简化了运算过程。并以Intel80C196MC单片机为控制核心设计制作了一套三相PWM整流器的实验装置。

低开关频率下PWM调制方法研究

在交直交电力机车等大功率牵引传动系统中,受到逆变器开关频率的限制,通常采用多模式PWM方法.本文中分析了低开关频率下多模式PWM的实现方法.在低载波比条件下采用了一种中间60°调制方法,并研究了不同模式PWM之间的切换条件,实现了异步调制、同步调制和中间60°调制之间的平滑过渡,并通过仿真和实验验证了分析的正确性.

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。

三相电压型PWM整流器直接功率控制调制机制

根据三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的瞬时功率数学模型,在矢量空间中分别研究每个开关矢量对瞬时功率的不同影响,给出相应的作用图,并由此将整个空间重新划分为18个非固定扇区,提出一种新的具有通用性的开关矢量表,在此过程中探究直接功率(direct power control,DPC)控制的调制机制。这种新的开关矢量表不仅可以克服传统开关表对无功功率控制上的缺陷,获得更好的稳态和动态控制效果,而且可以对其他开关表的不足进行一定的解释。文中通过不同开关表的控制系统对比仿真与实验,验证了各项结论的正确性和实用性。

三相电压型PWM整流器准定频直接功率控制

建立三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器在不同坐标系下的数学模型,分析直接功率控制(direct power control,DPC)的工作原理。针对直接功率控制中开关频率变化问题,通过对PWM整流器瞬时功率分析推导,提出一种内环直接采用电流控制的新型准定频直接功率控制策略。仿真验证了算法的可行性。采用PM300DVA120智能功率模块,设计50 kVA的三相电压型PWM整流器控制实验,在10 kHz、5μs的开关频率下获得良好的实验结果。实验结果表明,所提方法实现单位功率因数运行,与现行的DPC-SVM定频控制方法相比,具有更好的动静态响应性能。

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。

多电平逆变器多载波PWM调制策略的研究

介绍了多电平逆变器的思想,对多电平逆变器不同的拓扑结构进行了比较,研究和分析了用于多电平逆变 器不同的多载波PWM调制策略。通过对未滤波的逆变器输出电压的谐波分析,对不同调制方法在线性调制区的谐波 特性进行了比较。同时,也提出了一种混合的调制策略。分析了不同调制策略在不同的电平数下所具有的特性。讨论 了逆变器电平数的增加对于输出电压频谱的影响,也研究了过调制对于输出电压频谱的影响。

三相逆变器统一空间矢量PWM实现方法

通过分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)和载波PWM方法之间的内在关系,建立了包含各种连续和不连续SVPWM及SPWM方法的显性调制函数表达式,从而提出了基于载波的统一SVPWM实现方法。并且,在此基础上提出了一种三相逆变器统一SVPWM快速算法。该算法直接利用三相参考电压瞬时值计算PWM信号的开关状态切换时间,不需进行坐标变换、三角函数运算、扇区判断和有效矢量作用时间的计算等,因此更易于各种SVPWM方法的数字化实现。最后,对三相逆变器在SPWM和各种SVPWM控制方式下的输出电压谐波特性进行了对比分析。仿真和实验结果表明本文提出的三相逆变器统一空间矢量PWM实现方法是可行的和有效的。

基于PLC的PWM波调功温控系统

本文利用PLC的系统功能,调用PID控制算法软件模块并加入了积分分离等算法,将计算结果转换为内部定时器的时间值,此时间值经PWM输出来控制调功电路的正弦波周波数,从而达到闭环调功控温的目的。

三相电压型整流器SVPWM控制简化算法研究

提出了应用于三相电压型脉宽调制整流器的空间矢量简化算法。该算法采用输入电压空间矢量定向,合成所需参考电压,结合直接电流控制的方法进行电流跟踪控制,提高了整流器的整体性能,实现了单位功率因数整流。

基于混合频率载波调制的多电平PWM控制策略研究

混合多电平功率变换电路因在输出电压电平数相同的情况下采用的级联单元较少而受到关注。但由于其控制算法并未作相应扩展,影响了该电路的实用化。该文在分析混合七电平逆变电路工作原理的基础上,提出了一种适合混合功率单元的混合频率载波PWM调制法。与现有控制算法相比,该方法可使混合功率变换电路的各基本单元都参与PWM调制,避免了低压单元的电流倒灌问题。基于该控制策略给出了各基本单元驱动信号的生成方法,并在研制的混合七电平变频实验装置上实现了该控制算法。