三相电压源整流器最小开关损耗调制算法的研究(下)

三相全桥PWM电压源整流器(VSR)是一种优质的升压型四象限AC-DC变换器,能够输出稳定的直流电压,获得可调的输入电流位移因数。在许多应用领域中,对三相电压源整流器的整体效率要求日益提高。考虑到三相电压源整流器的开关损耗与调制算法密切相关,为此需要改进已有的调制算法。本文在理论上推导了电压源整流器多解性原理基础上,分析了传统SPWM和SVPWM算法的本质联系,提出了一种在三相电压源整流器目标函数中注入零序分量的最小开关损耗SPWM和SVPWM调制算法,并推导了功率器件的功耗计算公式。在利用MATLAB/SIMULINK对采用最小开关损耗SPWM和SVPWM调制算法的整流器进行仿真分析之后,采用DSP TMS320F28335实现了最小开关损耗PWM调制算法的电压源整流器实验平台,验证了有关结论、相比传统的SPWM和SVPWM调制算法,最小开关损耗PWM算法能够将整流电路提升效率2~3%。     

交流电动机传动用电压源逆变器损耗的分析

整流器与逆变器是工业变频器中重要的两种变换器,其功率损耗的大小决定于变换器的调制算法、传动系统的负载特性与运行方式等因素,而变换器的功率器件功耗大小又决定了整个变频器的效率、散热处理、安全运行等方面。本文理论推导了普通SPWM、谐波注入PWM、损耗最小PWM、常规SVPWM、以及共模电压抑制时电压源逆变器中功率器件功耗的计算公式,所得结果均得到了仿真分析验证。以22kW工业变频器100A IGBT和SPWM算法为例,进行了初步模拟计算。所推导的功耗计算公式对实际逆变器散热设计具有一定的参考价值。     

基于空间矢量调制的三相电压型PWM整流系统仿真

为了解决正弦脉冲宽度调制（SPWM）技术应用于传统电压型PWM整流时过程复杂且直流电压利用率很低等问题,提出了一种在同步参考坐标下的三相电压模型控制策略,这种采用空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）的整流器具有高质量的直流侧电压和功率因数。文中最后还提供了MATLAB/SIMULINK的仿真模型,并用仿真结果证实了模型的正确性及其控制方法。     

基于空间矢量调制三相电压型PWM整流系统的仿真

正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术应用于传统的电压型PWM整流中,SPWM的控制波形可由相间解耦得到。然而,这个过程复杂且直流电压利用率很低。本文提出了一种在同步参考坐标下的三相电压模型的控制策略,空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)。整流器具有高质量的直流侧电压和功率因数。文章提供了MATLAB/SIMULINK的仿真模型。结果证实了模型的正确性及其控制方法。仿真结果表明,与传统的SPWM方法相比,这种方法能明显提高系统的动态性能。     

单相电压源变换器减少开关次数调制算法的研究

作为基本的电力电子变换器,单相全桥结构两电平电压源变换器包括单相电压源逆变器、单相并网逆变器、单相电压源整流器和单相有源电力滤波器,具有广泛的应用场合。鉴于单相电压源变换器具有多解性,可以寻找一种减少开关次数的调制算法,以便降低开关损耗。本文根据三相电压源全桥结构两电平电压源变换器的最小开关次数调制算法,设计了一种适合单相全桥结构两电平电压源变换器的最少开关次数的调制算法,在理论分析的基础上,采用MATLAB/SIMULINK进行了仿真验证。     

基于空间电压矢量的三相电压型PWM整流器的研究

建立了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的数学模型,将双闭环工程设计方法应用于PWM整流器,研究了其前馈解耦控制策略。在此基础上结合空间矢量调制（SVPWM）的算法,设计了三相电压型PWM整流器控制系统,并在Matlab的Simulink中进行了系统仿真。仿真结果表明,设计方法可行,具有良好的动静态性能,实现了单位功率因数。     

最小共模电压SVPWM调制算法电压源整流器的研究(上)

本文在基于三相VSR一般数学模型的基础上推导了直流侧共模电压的表达式,分析了理想情况下无死区时和实际情况下有死区时传统SVPWM算法的零矢量和非零矢量对共模电压幅值和谐波分布的影响,并在此基础上提出了一种采用非零矢量等效合成零矢量作用的最小共模电压SVPWM调制算法和共模电压不受死区影响的死区时间设置方法。以上分析得到了MATLAB/SIMULINK仿真分析和变频空调样机的定性验证。结果表明:相比传统采用零矢量的SVPWM算法,最小共模电压SVPWM算法使共模电压的幅值和变化率降低66%,减轻了共模电压干扰。     

基于DSP的SVPWM与载波PWM的统一性研究

 针对脉宽调制(PWM)逆变器,在研究逆变电源电压矢量的基础上,将空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术应用于三相和单相PWM逆变电源,分别给出了三相和单相SVPWM的数字信号处理(DSP)算法,给出了一种开关模式优化的单相SVPWM算法,导出了三相和单相SVPWM基于载波调制的调制波形式以及零序信号形式,指出载波零序信号在本质上对应着逆变器零电压矢量作用时间分配与分布,论证了SVPWM与载波PWM的统一,实验结果验证了SVPWM算法的有效性.     

最小共模电压SVPWH调制算法电压源整流器的研究（下）

摘要：本文在基于三相VSR一般数学模型的基础上推导了直流侧共模电压的表达式,分析了理想情况下无死区时和实际情况下有死区时传统SVPWM算法的零矢量和非零矢量对共模电压幅值和谐波分布的影响,并在此基础上提出了一种采用非零矢量等效合成零矢量作用的最小共模电压SVPWM调制算法和共模电压不受死区影响的死区时间设置方法。以上分析得到了MATLAB／SIMULINK仿真分析和变频空调样机的定性验证。结果表明：相比传统采用零矢量的SVPWM算法．最小共模电压SVPWM算法使共模电压的幅值和变化率降低66％,减轻了共模电压干扰。     

三相电压源逆变器三种方波调制算法的仿真分析(上)

根据桥臂中点目标电压波形的不同,三相电压源逆变器具有多种调制方式,如方波调制、梯形波调制、SPWM调制和SVPWM调制等。本文从学习的角度,采用仿真方法分析了三相电压源逆变器采用方波调制时120°、150°和180°导电方式的工作原理,并进行了简单的比较分析。     

基于矢量合成的三电平PWM整流器脉宽调制技术的研究

介绍了二极管中点箝位型三电平PWM整流器电路的拓扑结构和传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理。分析了一种小矢量合成虚拟空间矢量的三电平SVPWM脉宽调制方法,并把它与基于冗余小矢量的中点电位滞环控制策略相结合,从而更好的控制中点电位的波动。为避免参考电压矢量在扇区切换中输出矢量突变,采用了一种首发矢量全部采用正小矢量或负小矢量的空间矢量调制算法。最后把调制策略应用到三电平整流器中进行仿真分析,仿真结果验证了调制策略的正确性和有效性。     

基于网络结构的快速SVPWM三电平PWM整流器的研究

本文介绍了三电平二极管中点箝位型PWM整流器电路拓扑结构,详细分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,针对传统的复杂SVPWM算法,分析了一种基于网络结构形式的快速SVPWM算法。该方法在矢量选取和作用时间计算方面进行了简化,避免了复杂的三角函数运算,从而可节省处理器的计算时间。最后基于Mat lab仿真软件建立了三电平PWM整流器的电压定向控制系统仿真模型,仿真结果验证了该算法的有效性。     

Minimum-loss strategy for three-phase PWM rectifier

In this paper, the conduction and switching losses of a voltage-fed three-phase pulsewidth modulation (PWM) rectifier are analyzed for various PWM schemes. On the basis of this result, a novel PWM strategy which minimizes the loss of a three-phase PWM rectifier is developed. This minimization result is derived from the following two factors: (1) less switching frequency ratio; and (2) the absence of switching in the vicinity of peak input current. As a result, it is anticipated that the switching loss of the rectifier is reduced by 46%, compared with continuous space-vector PWM rectifiers, and 20% compared with conventional discontinuous space-vector PWM rectifiers. Moreover, the proposed PWM scheme can produce the highest available output voltage because it is based on the concept of the voltage space vector. The effectiveness of the proposed PWM strategy is verified by experiments     

基于中点电荷预估控制的三电平PWM整流器研究

研究了二极管箝位型三电平PWM整流器的基本原理,针对直流侧存在中点电位不平衡问题,提出了一种基于中点电荷预估控制的中点电位控制算法。建立了电网电压定向下三电平PWM整流器在d-q坐标系的数学模型,推导了平衡因子的精确计算方程,在简化三电平SVPWM算法的基础上,搭建了基于MATLAB的仿真模型,并进行了仿真研究,仿真结果验证了该算法的正确性和有效性。     

H桥级联多电平逆变器相移SVPWM技术的研究

载波相移SPWM调制法是级联型逆变器的主流控制方法,其等效载波频率高、谐波特性好、功率单元之间输出功率平衡。而空间矢量法谐波特性好、电压利用率高、控制方法简单便于数字实现。文中针对H桥级联型多电平逆变器的结构特点,综合采用载波移相SPWM法和空间矢量法,并用一种新的空间矢量算法取代传统的方法。该算法中无需三角函数和无理数计算,计算过程非常简单,节约了计算时间,结果更为准确。最后通过系统仿真验证该算法的正确性和有效性。