基于RPWM的变频器降噪研究

本文针对变频器供电交流传动系统带来的噪声问题,提出了一种随机开关频率与空间电压矢量调制结合的新方法,即可变延迟开关周期PWM方法(VDRPWM),以实现开关频率随机化;并以某型电机的变频器为研究对象,设计了三相空间电压矢量控制的电机系统。并利用Matlab/Simulink对三相空间电压矢量控制电机系统进行了仿真,研究结果表明该方法能明显减弱系统的二次以及高次谐波,降低了系统的噪声。该方法实现简单,对于大容量电机具有一定的应用前景。

运行不同的RPWM 方案时Buck 变换器的动态响应(英文)

通过改变频率、占空比和ＲＰＷＭ 方案来检测ＲＰＷＭ 对Ｂｕｃｋ 变换器的影响，以证实一种减少ＤＣ 变换器的噪声和电磁辐射的有效方法。结果显示了系统工作在不同的参数条件下，输出电压中纹波电压幅值和噪声电压幅值的变化规律。最后分析归纳了实验结论。

基于统一PWM调制器的随机空间矢量调制

常用的SVPWM中零矢量U0和U7的工作时间是平均分配的。在该文中加以改进，引入一个正比于U7工作时间的系数％，如果％从0到1变化即代表了U7工作时间从总零矢量的0％变化到100％。该文利用三角载波补偿法来实现上述改进的空间矢量调制，并经研究发现％取不同的值可以实现多种PWM调制方式，基于此该文提出了统一PWM的概念。当在不同的开关周期k0取0-1之间的随机数时则实现了随机零矢量分布的随机PWM，这种调制器使得逆变器输出电压频谱尖峰大大减小，从而降低了电机驱动系统的音频噪声和电磁干扰。实验验证了这种随机PWM的有效性和实用性。

随机脉宽调制的Simulink仿真研究

应用Matlab仿真平台,开发了随机脉宽调制的Simulink仿真文件,运用此仿真文件,研究了逆变器的谐波能量分布随随机增益变化的规律,仿真结果有助于实际装置的研制。

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.

一种低电磁干扰载波斜率随机分布脉宽调制技术

针对固定载波脉宽调制技术输出电压谐波在载频及其倍频附近集中的问题,提出了一种载波斜率随机分布脉宽调制技术,无需滤波电路即可分散谐波能量,减少谐波突出幅值给电力系统带来的电磁干扰问题。在分析固定载波脉宽调制谐波特性的基础上,类推出随机载波脉宽调制技术的可行性;从随机信号的数理统计参量出发构建了载波斜率随机分布脉宽调制数学模型,对输出电压功率谱进行推导,阐释了载波斜率随机分布脉宽调制技术分散谐波能量的原理,并对影响谐波能量分布的参数进行了分析;最后,仿真和实验表明载波斜率随机分布脉宽调制输出电压谐波能量更为分散、平缓,对于中大容量电力系统中谐波处理具有重要意义。

离线式开关电源控制器芯片的设计与实现

为了提高离线式开关电源的性能,提出一种的高效率、低功耗的离线式开关电源控制器芯片的设计方法.该控制器是基于脉宽调制(PWM)模式和脉冲间隙调制(PSM)模式方式设计.控制器环路控制方式采用峰值电流控制.在反馈电压小于4.75V时采用PWM工作模式,在反馈电压大于4.75V时采用脉冲间歇调制模式控制.另外,电路还具有短路保护、过压保护、欠压保护、内部电流斜率补偿、电流采样死区控制的功能.为了降低系统的电磁干扰(EMI),芯片在一定的频率范围(1kHz)内随机改变脉冲频率,以拓宽频谱.芯片采用TSMC0.6μm高压40VBCD工艺模型实现.仿真结果表明,该电路可实现两个工作模式及相互之间的平稳过渡,适用于大范围交流输入(85～264V)的锂电池充电器或电源适配器.

基于噪声调制的薄膜电阻加热温度控制系统

基于脉宽调制(PWM)技术的控制系统广泛应用于工业和日常生活中,随机脉宽调制(RP-WM)技术也已提出。利用耦合到系统的环境噪声和系统本身的噪声经加工处理后调制控制信号,由噪声信号的自相关函数和功率谱密度函数给出噪声调制脉冲的平均开关频率和平均加热功率的计算方法。利用模拟器件设计了一个简单的基于噪声调制的薄膜电阻加热温度控制系统。实验表明:控制系统能够稳定地运行,在一定范围内能抑制噪声,实现了高精度温度控制。

三相逆变器随机空间矢量脉宽调制选择性电压谐波消除方法

传统随机脉宽调制(RPWM)策略不能选择性消除或降低系统特定次频率谐波。该文提出一种三相电压型逆变器随机SVPWM(RSVPWM)选择性电压谐波消除方法,利用脉宽调制(PWM)脉冲傅里叶级数中的前后项相互抵消,消除特定次频率谐波,并给出两种选择性电压谐波消除思路。在此基础上,利用占空比、随机整数k、开关频率范围和待消除频率,计算开关周期值,推导开关周期、随机整数k以及其对应频率上下限的通用公式。该方法在实现传统RPWM功能的同时,还能选择性降低特定频率及其整数倍频率的噪声功率,仿真和实验结果证明了该方法的有效性。

RSVPWM技术在船舶推进系统中的应用研究

固定开关频率空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略在电机调速系统中得到了广泛应用。该控制策略下的输出电压在开关频率整数倍处会产生幅值较高的谐波,是电机产生电磁噪声的主要来源。引入随机函数,采用随机开关频率SVPWM(RSVPWM)控制,可将原来集中于开关频率整数倍处的谐波能量明显减小,并且可使谐波能量较均匀地分布在尽可能宽的频带上,从而达到降低电机电磁噪声和振动的目的。通过仿真分析及振动测试数据,验证了BSVPWM控制方法在减振降噪方面的有效性,并在船舶推进系统中得到了应用。

单相逆变器随机PWM选择性消谐滞环随机扩频方法

在随机脉冲宽度调制(RPWM)中,要求逆变器的瞬时开关频率分布在较宽的频率范围内,以获得较好的随机性。然而,当开关频率持续偏高时,逆变器的开关损耗将会增加;当开关频率持续较低时,会引起输出电流纹波的增加。现有的RPWM选择性谐波消除方法在随机扩频的过程中不能有效地控制逆变器的开关频率。该文提出一种单相逆变器RPWM选择性消谐滞环随机扩频方法。根据RPWM策略中有效随机数k与开关频率的关系,合理选择随机数k,既可以保证逆变器瞬时开关频率在较宽的范围内随机分布,又可以将平均开关频率控制在预先设定的频率范围内。在RPWM选择性消谐过程中,当开关频率较低而引起电流纹波增加时,该方法可以通过提高平均开关频率来减小纹波。

高精度温控脉宽调制工作方式与频谱问题研究

介绍了几种用于光纤陀螺光源的高精度温度控制的脉宽调制(PWM)工作方式,并分析了这几种工作方式的驱动转换过程。对于脉宽调制方式引入的电磁干扰问题,详细分析了转换交越过程中的输出信号及频谱。研究发现,在脉宽调制工作的交越过程中,输出信号的频率和脉宽是复杂的、无规律的,其谱线位置发生了随机的、不可预测的变化,功率分布不再符合周期矩形脉冲谱特性。针对这种交越随机频谱引入的电磁干扰,提出了几种有效的解决方案,并给出了一种方案的实验验证。

随机脉宽调制技术的再认识

梳理了随机脉宽调制技术的发展脉络。阐明了伴随着电力电子技术的发展,随机脉宽调制技术历经从随机开关脉宽调制、随机开关位置脉宽调制和随机载波脉宽调制三种单随机脉宽调制的输出谐波特性研究,逐步扩展到将普通脉宽调制技术与随机脉宽调制技术相结合的双随机脉宽调制技术。侧重点也由单纯追求抑制电磁噪声和机械振动效果,到输出谐波频谱、功率谱等频域特性的理论分析。总结了随机脉宽调制的基本实现方法和原理,指出未来研究趋势,为随机脉宽调制技术的发展提供参考。

随机脉冲位置空间矢量脉宽调制的谐波分析

随机脉冲位置空间矢量脉宽调制(RPPPWM)打破了传统脉宽调制的对称性,可以减小输出电压和电流脉冲频谱的集簇效应,针对此,在感性主导的三角形负载假设下分析了电流纹波的表达式,以均方值为依据推导了RPPPWM策略下微观(开关周期)和宏观(基波周期)上谐波畸变率(HDF)的理论表达式,其包含3个随机变量的复杂随机函数,数字特征的求解十分困难,因此采用蒙特卡洛方法进行求解,给出了过程并编程计算.以数值解的形式得到了HDF的数字特征函数及HDF最大值和最小值时3个随机变量的取值.从HDF的角度分析了RPPPWM与其他常见的脉宽调制(PWM)策略间本质的联系与区别,为RPPPWM的应用和进一步研究提供了定性和定量评价的理论依据.

大功率永磁同步电机的减振降噪控制方法研究

大功率永磁同步电机伺服系统在一些大功率领域的应用中,面临着因开关频率所造成的高频振动问题。为了将驱动器输出的电流谐波抑制到最小,首先对随机空间矢量脉宽调制(RSVPWM)进行功率谱密度分析,阐述了RSVPWM和正弦波滤波器的减振降噪机理,并对正弦波滤波器的参数进行了分析。建立了基于MATLAB的系统仿真模型,并在该模型的基础上对RSVPWM和正弦波滤波器的抑制谐波效果进行了仿真与试验分析。仿真及试验结果均表明,两种方法均可以将驱动器的高频谐波降低,从而减小电机的高频振动。

双三相PMSM锯齿载波双随机SVPWM策略

双三相永磁同步电机具有高功率密度、低成本、高可靠性等优点,适用于电动飞机、舰船推进等场合。然而,采用空间矢量脉宽调制策略(space vector pulse width modulation,SVPWM)会导致相电流在开关频率及其整数倍处存在集中的高频谐波,并因此带来振动噪声问题。此外,对双三相电机开关序列的中心化处理,也会增加谐波含量。为此,文中结合随机零矢量SVPWM与变延时SVPWM,提出基于锯齿载波的双随机SVPWM控制方法。在不影响矢量控制运行性能的情况下,将开关频率及其整数倍处的谐波分散到指定频域内,显著降低相电流的高频谐波幅值。与此同时,采用锯齿载波代替传统的三角载波,避免了开关序列的中心化处理,降低了谐波含量。实验结果验证了所提控制方法的有效性。

一种高效低噪长时可靠的推进电机控制系统设计

为满足无人水下航行器对大功率推进电机提出的高效低噪、长时可靠的设计要求,控制系统采用了模块化高度集成的设计方案。控制电路以TI公司的DSP28335为主控芯片,驱动电路采用高压大电流单路IGBT+CONCEPT方式,控制算法采用了随机开关频率空间矢量脉宽调制和PI闭环控制相结合的方式,在结构设计上采用高效集成热设计。经试验验证,该控制系统可长时间输出功率40k W,且高频电磁噪声得到了有效的抑制,使控制系统设计满足项目的需求。

基于随机脉冲位置的无死区空间电压矢量脉宽调制策略研究

有源滤波器能否按其工作原理实现预期的谐波抑制效果,在很大程度上还依赖于对电压源型逆变器所采用的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)策略。为此,以一种新型注入式混合有源滤波器为例,将基于随机脉冲位置的SVPWM策略与无死区控制策略相结合,提出一种基于随机脉冲位置的无死区SVPWM策略,综合实现抑制电磁噪声、降低开关损耗、提高直流侧电压利用率和补偿死区效应的目的。仿真结果验证了该调制策略的有效性。

基于随机SVPWM的PMSM谐波频谱展开研究

在电压源逆变器供电的永磁同步电机(PMSM)驱动系统中,传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)的逆变器输出电压和电流在开关频率及其倍频附近存在较大幅值的谐波。为了有效地降低此种电压和电流谐波,将随机SVPWM方法应用于谐波频谱展开。该方法可以改变谐波分布,降低局部较高幅值谐波,从而减小电机的噪声、振动和电磁干扰,提高电机的控制性能。分别对单随机载波空间矢量脉宽调制(SRVSVPWM)和混沌空间矢量脉宽调制(Chaotic SVPWM)两种方法进行了介绍,并利用Matlab/Simulink进行仿真,结果表明了两种方法对频谱展开的有效性。为了进一步证明随机载波SVPWM对谐波频谱展开的性能,将谐波展开因子和总谐波畸变作为性能指标对随机载波法进行了评估。

基于随机森林回归算法的感应电机驱动控制

为了提高感应电机驱动系统在不同运行条件下的控制性能,将随机森林回归(RFR)算法引入到空间矢量脉宽调制(SVPWM)中,设计了一种新型的感应电机驱动控制器。和常规SVPWM方案相比,RFR的引入为SVPWM算法提供了快速实现和预测改进的优势,从而性能得到了提高。为了进一步突出基于RFR算法的优势,还与人工神经网络(ANN)算法和自适应神经模糊系统(ANFIS)算法进行对比分析,分析结果表明RFR算法在不同工况下的稳态误差、暂态响应和鲁棒性均优于ANN算法和ANFIS算法。最后,通过仿真和试验验证了新型控制算法的实际效果。