离散随机SVPWM中概率密度函数的表征与选择

针对连续随机空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)技术在永磁同步电机驱动系统中对高度集中的PWM谐波能量分散效果不理想问题，提出一种基于Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术。首先，基于调制理论分析传统SVPWM技术的开关函数与电压PWM谐波之间的内在联系，并根据开关函数中调制参数的组合形式不同对随机SVPWM技术进行分类。然后，从预定义的离散序列中随机选择开关频率因子和脉冲位置因子以实现开关函数中开关频率和脉冲位置的离散随机化，同时基于Beta分布和均匀分布对离散随机序列进行优化，以改善离散随机SVPWM技术的PWM谐波抑制效果，使得频域中的谐波能量分散到更多频率分量处。通过实验平台测试，结果显示基于Beta分布的离散双随机调制技术相较于传统随机脉宽调制技术谐波峰值降低了53%,表明引入Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术具有更优的谐波散射效果，同时还具有与传统SVPWM技术相当的驱动效率。     

基于谐波抑制的共母线开绕组永磁同步电机减振控制

为了减少共母线开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)驱动系统中的电流谐波,抑制由径向电磁力引发的电机振动,提出了一种基于零序电流闭环的零矢量重分配随机开关频率空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。该算法通过选取的零矢量产生共模电压,抵消由非零电压矢量带来的共模电压,将零序电流闭环后动态抑制零序电流,有效地减少了相电流3次谐波含量。同时,针对调制策略固有的相电流高频谐波分量,通过SVPWM中开关频率随机化,使得开关频率及其整数倍处高频谐波幅值大大减少。试验结果表明,该方法能有效降低高低频段电流谐波幅值,实现OW-PMSM全频段的减振控制。     

基于多电平随机脉宽调制技术的共模电压和谐波抑制方法

在PWM电机驱动系统中,多电平逆变技术可以降低系统中的共模电压和谐波含量,但是由于开关频率是固定的,在开关频率处的谐波仍很大。随机开关频率空间矢量调制技术可以通过对零矢量的控制,实现对共模电压的抑制,并且开关频率的随机化,使得开关频率处的幅值较大的谐波分散为一定带宽的幅值较小的谐波,降低了谐波的幅值。给出了混合型七电平逆变器的拓扑结构及控制方法,将高压单元的低频输出和低压单元的高频输出进行叠加,实现七电平的电压输出。分析了不同的开关状态对共模电压的影响,提出了用于共模电压抑制的矢量选择方法和用于降低谐波的开关频率随机化方法,仿真和实验结果显示,多电平逆变技术和随机脉宽调制技术的结合使用,大大降低了系统的共模电压和开关频率处的谐波分量。     

基于伪随机数的双三相PMSM高频降噪策略研究

为了抑制双三相永磁同步电机的高频噪声,提出一种基于伪随机二进制数序列的随机开关频率-随机零矢量空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。该方法通过线性反馈移位寄存器产生伪随机数序列,实现开关频率随机化,保持零矢量作用总时间不变,随机分配零矢量作用时间T0与T7,实现零矢量作用时间对称且随机分布,从而实现开关频率与导通时刻的随机化。通过仿真分析表明,该方法实现了对开关频率及其倍频处频谱的均匀扩展,显著降低了开关频率及其倍频处谐波的幅值,达到了抑制开关频率及其倍频噪声的目的。     

基于空间矢量PWM技术的零矢量分配问题分析

针对空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)中不同的零矢量处理方法可以获得不同的输出波形,引入零矢量分配因子对SVPWM零矢量分配问题进行探讨,阐明了SVPWM统一连续调制方式和不连续调制方式的原理.分析了引入零矢量分配因子后基本空间矢量在各扇区采用始终正转、反转和扇区之间正反转交叠三种合成参考矢量方法时开关切换时间的计算问题,给出了计算通式.仿真分析了SVPWM的开关信号波形,以及在SVPWM控制方式下逆变器输出电压的总谐波畸变率与零矢量分配因子的关系,验证了分析结论,有助于进一步研究基于SVPWM的多电平逆变器.     

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。     

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。     

基于混沌SVPWM的矢量控制感应电动机驱动

提出并实现了用一种新型混沌空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,来减小矢量控制感应电动机驱动中变频器输出电压的开关型谐波峰值.其关键在于设计一种混沌的频率调制器,即基于混沌频率调制信号的频率调制器(CFFM)来调制SVPWM的开关频率.与传统的恒频SVPWM及随机SVPWM相比,CFFM-SVPWM不仅可以减小开关型谐波峰值,还可以有效地避免感应电动机驱动中的机械共振.而且,采用CFFM-SVPWM后矢量控制的感应电动机驱动仍然可以提供良好的运行特性.仿真和实验结果都证明了该方法的有效性.     

基于混合式脉宽调制的双三相电机谐波抑制技术

针对双三相电机谐波问题严重带来的噪声问题,提出了一种混合式脉宽调制技术。该调制技术在传统连续型最大四矢量空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法的基础上进行改进,把4种零矢量进行有效利用和有效矢量时序重新分配,并将此改进型SVPWM方法与周期频率调制方法相结合,提出一种新型混合式脉宽调制技术。与传统连续型最大四矢量调制方式相比,该调制技术在保证双三相电机矢量控制运行性能的前提下,以仅增加一次的开关次数为代价,使开关频率及其整数倍谐波含量分布更加均匀,显著降低了相电流的高频谐波幅值,同时还将z1-z2谐波子平面谐波幅值波动进行了大幅度抑制。所提方法既不会改变基波的特性,也不会在驱动器中使用额外的电路,最后仿真结果验证了所提策略的有效性。     

双馈风力发电系统机侧模型预测直接功率控制

提出一种基于瞬时功率理论的模型预测直接功率控制(DPC)策略,建立功率预测模型,分析了双馈式异步发电机(DFIG)转子侧变换器电压矢量对定子输出有功、无功功率变化影响。构造瞬时功率误差价值函数,以满足价值函数最小为目标计算下一时刻功率指令,利用功率预测模型和价值函数最小原则得出目标控制电压矢量,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)实现模型预测功率控制,同时将延时补偿引入功率预测模型中,减少谐波含量同时获得固定开关频率,具有良好的稳态性。仿真及实验结果表明了所提控制策略的可行性和有效性。     

两相无轴承电机开关损耗抑制算法

针对全桥功率拓扑以及传统SVPWM驱动算法在两相无轴承电机控制中存在的问题,本文研究采用两相三桥臂功率拓扑方案配合开关损耗抑制算法实现两相无轴承电机的驱动控制。首先,理论推导两相三桥臂功率变换器SVPWM算法。其次,在两相三桥臂SVPWM算法基础上,提出适合于高载频控制条件下的开关损耗抑制算法。第三,从开关器件工作损耗及相电流谐波含量等方面对传统SVPWM算法和开关损耗抑制算法进行对比。最后,在一台两相无轴承电机实验平台上验证所提开关损耗抑制算法的有效性。     

有源钳位三电平变频器改进SVPWM策略

中点钳位(NPC)三电平变频器存在功率器件损耗不平衡问题,部分器件发热严重,限制了变频器容量和开关频率的提升,有源中点钳位(ANPC)三电平变频器通过不同的零电压输出状态可以平衡功率器件的损耗。通过选取不同的冗余零状态,提出一种适用于ANPC三电平变频器、可以平衡功率器件损耗的改进空间矢量调制(SVPWM)算法。对所提SVPWM算法和传统正弦矢量脉宽调制(SPWM)算法进行仿真对比,分析功率器件损耗分布情况,结果表明所提方法可以平衡功率器件的损耗,提高变频器的容量和开关频率。另外,和SPWM算法相比,采用SVPWM算法输出电压可以提高15%,电流谐波畸变率会有所降低,最后通过实验验证了所提算法的正确性。     

交流调速系统脉宽调制方法研究

对于交流调速系统中脉宽调制(PWM)过程同时应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)和特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM),低频时采用SVPWM,中频时采用SHEPWM。这种混合调制方法避免低频时SHEPWM计算存储量较大和中频时SVPWM谐波特性变差等问题。采用一种谐波电流过零点切换方法,实现了SHEPWM中开关角个数由5~1逐步切换过程的平滑过渡;在与SVPWM的切换过程中,采用参考电压矢量同相切换方法,实现了混合调制之间的平滑过渡。仿真结果验证了理论的正确性。     

基于SVPWM的时间谐波对永磁电机损耗的影响

针对在变频器驱动永磁电机因时间谐波引起的附加谐波损耗大小及分布问题,对基于SVPWM变频器电路输出的电流波形,采用傅里叶计算方法,分析不同变频器参数下的各次电流时间谐波分布规律及波形畸变程度,与SPWM对比发现SVPWM优化谐波程度高,且直流母线电压利用率较优。以一台5kW、3000r/min表面式永磁同步电动机为例,运用场路耦合联合仿真方法,研究附加谐波损耗在永磁电机中的分布特性,计算电机定子铁心各区域的磁通密度变化情况,附加谐波损耗以永磁体涡流损耗为主,其次集中于定子齿顶。参考电机损耗计算的国家标准搭建样机试验平台,通过有限元计算与试验结果的对比分析,校核附加谐波损耗计算结果。     

2MW双馈风力发电系统建模与仿真研究

在2 MW双馈风电变流器的开发过程中,电磁暂态仿真是验证控制策略和制定相关技术参数的重要手段.建立了2 MW双馈风力发电系统电磁暂态仿真模型,介绍了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术在PSCAD/EMTDC的实现方法,真实反映了变流器的动态开关过程和谐波特性.另对网侧变流器的软件锁相环(SPLL)进行了优化设计,使之能快速、准确地跟踪电网基波正序电压,有助于改善网侧变流器在电网不对称故障期间的动态控制性能.     

一种适用于单相级联H桥型变换器的通用型多电平空间矢量PWM算法

针对单相级联H桥型变换器,对其工作原理进行详细分析,提出一种适用于单相级联H桥型变换器的通用型多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。该算法将单相多电平SVPWM简化为单相两电平SVPWM,不仅能够降低计算复杂度、具备优良的谐波特性,同时具备良好的扩展性。根据该算法,在单片现场可编程门阵列(FPGA)上实现单相七电平、九电平和十一电平SVPWM。基于DSP+FPGA与RT-LAB半实物实验平台实验结果验证了该算法的正确性与可行性。     

单相光伏并网发电系统的NPC三电平逆变器研究

为提高单相光伏并网发电系统的功率因素和输出电压电能质量,降低逆变器单位功率的成本和谐波含量,提高系统的灵活性,提出了一种NPC三电平单相光伏并网逆变器。分析了NPC型三电平的工作原理,研究了NPC型三电平直流侧中点电位不平衡问题,采用空间矢量控制的SVPWM方法对逆变器进行控制。基于MATLAB/SIMULINK仿真环境,建立了NPC三电平SVPWM控制的单相光伏并网发电系统,仿真结果验证了逆变器及控制策略的有效性。     

双随机调制技术及其功率谱密度特性分析

电力电子系统中，其开关运行方式对电磁兼容性会产生很大的影响。该文从硬开关技术的角度，提出的双随机调制技术能够有效地抑制和减小传导电磁干扰(EMI)，而不需增加额外设备。应用统计通信原理，建立了双随机调制开关函数的功率谱密度理论模型，实验结果表明了双随机调制技术比任何一种单随机调制具有更好的削减峰值和遣散功率谱的效果，从而有利于改善电力电子系统的电磁兼容性(EMC)。     

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.