感应电机空间矢量PWM控制逆变器死区效应补偿

针对感应电机矢量控制系统,提出了一种可以同时补偿死区误差电压并消除零电流钳位现象的死区补偿方法。在分析影响死区效应的因素以及等效死区时间表达式的基础上,采用平均死区时间补偿法,在两相静止轴系中对等效死区时间产生的误差电压进行了补偿。为了提高电流极性检测的准确性,利用旋转轴系中的励磁电流和转矩电流分量经过坐标反变换,判断电流在两相静止轴系所处的扇区来决定需要施加的补偿电压。另外,为了改善输出电流波形的质量,将一种零电流钳位效应消除方法结合到上述补偿方法中。通过TMS320F2812DSP芯片实现补偿算法,并在11kW感应电机矢量控制系统中验证了死区补偿算法的有效性。

两种空间矢量脉宽调制生成方法的分析与比较

通过对电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理的介绍及算法的分析,在TMS320LF2407上分别以2种方法实现了SVPWM波形的输出,并对这2种实现方法的输出效果进行了比较,同时就零矢量分布方式的不同对磁链合成及死区的影响角度分析了两者之间的差异。仿真和实验结果证明,与零矢量集中分布方式相比,零矢量均匀分布方式对磁链造成的谐波分量小,但其基波分量也小,低频时尤为显著。

自适应变电压矢量PMSM直接转矩控制开关表

针对永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)合理利用零电压矢量的问题,分析了零电压矢量对磁链和转矩的作用。零电压矢量缓慢减小定子磁链幅值和转矩,可用于永磁同步电机直接转矩控制系统,且可通过优化选择零电压矢量对应的开关状态来减小开关次数。基于零电压矢量和非零电压矢量对系统静、动状态下的不同影响,提出根据系统所处状态自适应选择不同的电压矢量来提高系统综合性能的开关表。仿真结果表明提出的开关表能满足永磁同步电机直接转矩控制系统控制需求。与传统直接转矩控制开关表相比,自适应变电压矢量开关表能有效降低系统转矩脉动,降低系统开关次数,进而减小开关损耗。与含零电压矢量开关表相比,提升了系统动态响应。

一种新颖两相调制SVPWM控制策略研究

针对传统空间电压矢量脉宽调制存在的问题,提出一种新颖空间电压矢量脉宽调制方案。在对传统SVPWM方案进行分析的基础上,采用两相调制方法,根据负载功率因数角选取各扇区内的零电压矢量。该策略使电流在过零时及电流最大时桥臂不换流,使得器件开关频率降低了1/3,且在电流过零时,避免了对该相的死区补偿。仿真及实验结果表明该优化SVPWM控制策略能有效改善电流波形,降低开关损耗,消除了传统方案需要检测电流方向的弊端,且算法简单,易于实现。

开绕组电机共直流母线双逆变器调制策略优化

针对双逆变器调制产生的零序电压在共直流电压母线结构时形成的零序电流损害半导体开关器件和开绕组电机绝缘的问题,利用空间电压矢量解耦思想和正态分布原理提出了一种双逆变器零序电压消除和输出电压频谱优化的新方法。该方法在实现过程中无需进行相应的查表和扇区判断,直接利用解耦后的三相给定相电压的瞬时值来计算相应开关管的切换时刻,实现了双逆变器的零序电压瞬时值的消除。同时,利用正态分布原理对有效时间的置放位置进行修正,在不影响零序电压消除效果的前提下,优化了逆变器输出电压的频谱,降低了输出电压谐波含量。仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。

基于零序偏移时间的载波空间矢量脉宽调制技术

基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)与对称采样零序信号注入正弦脉宽调制(SPWM)是等效的这一理论,提出了一种基于零序偏移时间(ZSOT)的载波型空间矢量脉宽调制方法,运算速度明显快于传统的空间矢量脉宽调制算法,极易在中低档次的微处理器上数字化实现。仿真结果验证了所提出方法的正确性和优越性。

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。

特征向量的零输入解定理及其证法探讨

在研究线性状态方程的特征向量与零输入解二者关系的基础上,推导出一个适用于线性定常连续系统的定理;给出了各种证明方法,并举例验证了定理的正确性。

五相逆变器非正弦双随机空间矢量脉宽调制策略

为改善五相逆变器非正弦供电的高频性能,提出一种五相空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,即基于随机开关延时-随机零矢量分配的非正弦双随机SVPWM算法。该调制方法根据最近四矢量SVPWM算法,在基波子空间和3次谐波子空间分别合成参考电压矢量,确定占空比和开关动作,并保持采样频率不变,将与采样时刻对应的开关动作在一定范围内随机延时,同时将插入的零矢量作用时间进行随机分配,从而实现开关频率和对称脉冲位置的双随机。仿真和实验结果表明,该调制方法实现了在不影响基波和3次谐波输出的前提下对高次谐波幅值的削弱,达到了谐波分散的目的。

零电压矢量作用时间对间接矩阵变换器输出电压共模分量与谐波分量的影响分析

矩阵变换器(matrix converter,MC)现有调制方法难以兼顾输出谐波和共模这两者特性,同时也未量化调制参数对输出特性的影响。文中基于三重傅里叶变换原理,建立调制参数零电压矢量作用时间、电压传输比与输出电压共模分量和谐波分量的映射关系,量化分析零电压矢量作用时间对共模分量和谐波分量的影响规律,为考虑零矢量作用时间对输出特性的调制方法提供理论基础和理论依据。基于零电压矢量作用时间对间接矩阵变换器(indirect matrix converter,IMC)输出特性的分析,在不同电压传输比下获得最优零电压矢量作用时间,大大降低输出低频共模分量幅值来有效抑制输出漏电流,进一步提高IMC输出性能。最后通过实验验证理论分析的正确性。

基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电机死区效应分析与补偿

逆变器死区时间使逆变器输出谐波分量增加,电压和电流发生畸变,甚至导致电机在低速下的不稳定运行。为解决上述问题,提出一种基于扰动电压检测的死区效应补偿策略。通过判断输出电压矢量角度获取三相电流方向,从而确定补偿电压矢量。同时,为提高输出波形质量,结合一种零电流钳位效应消除方法,可以同时补偿死区引起的误差电压和消除零点电流钳位现象。仿真和试验结果表明该方法能明显改善电流波形畸变,具有很好的实用价值。

一种共享逆变器的双永磁同步电机传动系统的拓扑及控制

共享逆变器可简化传统轴控模式下的双机传动系统的拓扑结构,降低装置的体积和重量。针对共享逆变器传动系统中单台电机的电压利用率低,导致电机牵引特性恒功区缩短,难以实现大功率输出的问题,研究了一种新型共享逆变器的ZS9-双永磁同步电机传动系统。利用分时控制原理研究了双机的恒转矩-弱磁控制策略,根据七段式空间矢量脉宽调制原理研究了最佳开关序列及Z源直通零矢量的生成、分配方法,采用间接电压法对Z源电压进行控制。通过离线及硬件在环模拟了多种运行工况,实验结果表明:共享逆变器传动系统中的双机可分别独立控制,能满足实际工程应用的需求。

一种时变海洋信道建模方法

对于情况极其复杂的海洋信道,提出了一种能够反映水声信道稀疏度、时变和空变特性的水声信道建模算法。基于特定海域海上实验获得的先验信息,得到信道冲击响应结构随时间、空间变化的统计规律特性,根据获得的信道稀疏度与非零位置向量统计数据,生成符合该海域真实环境的时变水声信道模型。基于特定海域的海洋通信实测数据进行对比,实验结果显示该建模方案提出的算法比传统的水声信道建模技术与实际海洋信道更加匹配且适用范围更广泛,有效解决了实际海洋通信技术研究中出海费时费力的问题。

基于Cuk型三相PWM整流电路的直通时间研究

Cuk型三相PWM整流电路利用SVPWM调制中的零矢量时间作为上下桥臂的直通时间,构成等效Cuk电路中的IGBT导通时间。通过对比分析直通时间占零矢量时间的比例对电路的影响,选择了一种最佳的直通时间占比。采用NI公司的CompactRIO控制器搭建试验平台进行试验验证,结果与理论分析一致,验证了理论分析的正确性和有效性。

感应电机SVPWM控制技术死区效应补偿新方法

首先从SVPWM逆变器的死区入手,详细分析死区效应的机理及对逆变器输出电压和整个系统的影响,提出死区补偿的重要性;然后针对传统电流反馈型平均误差电压补偿法存在的实时性问题,提出了改进算法:即通过利用当前时刻的已知状态和电机模型预测下一时刻的电流极性,在下一时刻采用平均误差电压补偿法,并结合零电流钳位效应消除方法对感应电机SPVWM逆变器的死区效应进行了补偿;最后在7.5 kW感应电机系统中对这种补偿方法进行了仿真验证。

一种改进的无零矢量共模电压抑制PWM策略

为了抑制共模电压、完全消除死区尖峰,提出一种通过参数w直接分配各非零电压矢量作用时间的改进PWM策略—AZPWM_w。确定w值的原则为:首先保证各非零矢量的作用时间大于死区时间,其次以输出波形的性能指标HDF为依据,对参数w寻优。仿真和实验结果表明:AZPWM_w策略可以在全调制比范围内消除共模电压死区尖峰,谐波性能较其他改进策略也有所改善。

具有中点电位非对称控制的VSVPWM技术

在降低NPC式三电平逆变器中点电位波动问题时,传统的VSVPWM算法未考虑直流侧电容电压非对称情况。为此,需从理论上探讨对称时的虚拟矢量形式是否适用于非对称状态下的各虚拟矢量。提出了具有中点电位非对称控制的VSVPWM技术,并在引入中点电位不平衡度的基础上通过改进零矢量的持续作用时间实现直流侧电容电压非对称控制。该方法具有较宽的调制比适用范围,并能够精确地控制直流侧电容电压,提高线电压质量,有效降低中点电位波动幅度。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和优越性。

零中频数字通信发射机的射频指纹时域基带建模

射频指纹(RFF)来源于发射机电路设计的差异和生产过程中硬件电路的制造容差,是一种新兴的设备身份识别和认证技术。对射频指纹产生机理进行建模是深入研究射频指纹技术的基础。本文根据一种通用的零中频数字通信发射机结构分析了各环节对射频指纹的影响,并建立了对应的射频指纹时域基带模型。此外,归纳总结了一系列通信标准的若干重要时域参数的容差,并着重研究了LTE标准下,正交相移键控(QPSK)和十六进制正交振幅调制(16-QAM)两种典型调制方式的最大均方根误差向量幅度(RMSEVM)。最后,通过理论推导和Matlab仿真给出了直流偏置、同相/正交(I/Q)增益不平衡、I/Q正交偏移误差、I/Q滤波器偏差、振荡器相噪和功放非线性参数的上下界,并分析了各种射频指纹参数临界情形下星座图的变化,为射频指纹提取和识别技术的研究提供了合理的参数指导。

最优时间的无零矢量有限状态预测控制

针对三相逆变二电平电路运行特性和交流侧共模电压抑制需求,提出了一种最优时间序列的三相逆变器无零矢量有限状态预测控制.在传统有限控制集模型电流预测控制基础上舍弃零矢量,以减小输出电流偏差为目标构造价值函数;非零矢量采用最优作用时间,以消除共模干扰的最大值.通过实验表明,改进策略有效地降低了共模电压,改善了输出电流的对称性,提高了稳态精度.

开绕组电机驱动用双逆变器死区效应补偿方法

与传统两电平逆变器的死区效应不同,开绕组电机驱动系统中双逆变器的开关死区将导致零序电压和零序电流,使绕组电流出现低频次谐波,影响系统的性能。提出了一种双逆变器开关死区导致的零序电压的补偿方案,通过扩展占空比最大的一路开关信号的导通时间,来插入一个补偿电压矢量,利用补偿电压矢量产生的零序电压抵消开关死区导致的零序电压,从而抑制系统的零序电压和零序电流。通过在开绕组感应电机驱动系统中的仿真和试验,验证了死区补偿方法的有效性。