三相逆变器统—PWM实现方法研究

在3相逆变器中获得普遍应用的脉宽调制方式是正弦波脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM).根据SVPWM和载波PWM的内在关系,将SPWM、各种连续和不连续SVPWM方法统一于一个显性调制函数表达式中,从而提出了基于载波的统一PWM方法.所建立的统一PWM调制函数既简单又直观,是进行PWM逆变器仿真分析的有效工具,特别是在此基础上提出了一种统一PWM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, 更易于SPWM和各种SVPWM方法的数字化实现.最后,对各种PWM方法的电压谐波特性进行了对比分析.仿真和实验结果证明了统一PWM实现方法的正确有效性.     

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.     

三相逆变器统一PWM实现方法研究

在3相逆变器中获得普遍应用的脉宽调制方式是正弦波脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)。根据SVPWM和载波PWM的内在关系,将SPWM、各种连续和不连续SVPWM方法统一于一个显性调制函数表达式中,从而提出了基于载波的统一PWM方法。所建立的统一PWM调制函数既简单又直观,是进行PWM逆变器仿真分析的有效工具,特别是在此基础上提出了一种统一PWM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,更易于SPWM和各种SVPWM方法的数字化实现。最后,对各种PWM方法的电压谐波特性进行了对比分析。仿真和实验结果证明了统一PWM实现方法的正确有效性。     

SVPWM的等效算法及SVPWM与SPWM的本质联系

提出了一种电压空间矢量调制的新型等效算法，在该算法中无须进行电压矢量夹角的三角函数的运算，只有普通的四则运算，计算变得非常简单。克服了常规的空间矢量控制方法需要进行复杂的坐标转换、正弦函数和反正切函数运算，导致计算量大并且复杂的算法影响计算精度的缺点。详细分析了SVPWM、SPWM与逆变器控制方程的解的关系，得出SVPWM是逆变器控制方程的一个最优解，三角载波调制是逆变器控制方程的在假想中线下的特解，因而空间矢量调制SVPWM和三角载波调制SPWM的本质联系在于二者是同一控制方程的在不同的附加条件下的两个不同的特解。给出了基于空间矢量新型算法下的DC/AC PWM 逆变器的实验结果，该结果显示了该算法的正确性和有效性。     

基于三电平的优化SPWM调制算法的研究北大核心

在研究三电平电压空间矢量SVPWM调制算法与三电平载波SPWM调制算法的基础上,分析出两者之间的本质联系,即基于零序电压分量注入的三电平载波脉宽调制可以等效为三电平电压空间矢量调制,且零序分量是随小矢量时间分配因子的变化而变化。提出一种基于两电平零序注入脉宽调制算法扩展的三电平零序注入脉宽调制算法,并分析其内在联系,避免了每个扇区都要计算零序电压的繁琐,且该优化算法更加易于实现。实验结果验证了该优化算法的优越性。     

二极管钳位多电平空间矢量与载波调制策略统一理论研究EI北大核心CSCD

多电平变换器脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制方法主要有正弦载波PWM法(sinusoidal carrier-based modulation,SPWM)和空间矢量脉宽调制法(space vector pulse width modulation,SVPWM),这两种调制策略存在一定的本质关系,在两电平或三电平中,对于两种调制算法的内在联系已有许多论述,但对于更高电平的SVPWM调制中,一般由于多电平冗余电压矢量过多,调制序列较复杂,文献中对SPWM与SVPWM的统一理论研究存在一定的不足。该文针对这一问题,深入研究多电平SVPWM调制序列与SPWM的统一,通过在SPWM调制波中叠加零序分量得到与SVPWM完全吻合的序列,最终推导出n电平含任意段数的SVPWM序列与SPWM的统一。     

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.     

三电平光伏并网逆变器共模电压SVPWM抑制策略研究

本文提出了一种优化空间矢量脉宽调制方法来抑制光伏并网逆变器中产生的共模电压。在分析共模电压产生机理的基础上,对通常SVPWM调制技术进行改进,调整了有效矢量的选择范围,并对开关次序进行优化。该空间矢量合成算法克服了SPWM调制存在的母线电压利用率低,线性调制区小的问题。仿真结果表明,该算法可以将共模电压幅值抑制到普通SVPWM算法的1/2,具有良好的有效性和实用性。     

SPWM和SVPWM调制策略对电动机振动噪声影响的实验研究

本文以永磁同步电动机为研究对象,搭建硬件实验平台和软件实验平台。通过不同的调制策略正弦波脉宽调制(SPWM)和空间电压矢量调制(SVPWM),对电动机的振动噪声进行研究。利用实验方法对不同调制策略下的相电流波形进行频谱分析,同时利用振动噪声测试仪对电动机进行径向振动测试,进而研究不同调制策略对电动机振动噪声的影响。实验结果表明,开关频率相同时,SPWM调制下的电流谐波含量和振动加速度级小于SVPWM调制下的电流谐波含量和振动加速度级。因此,SPWM调制下电动机的振动噪声小于SVPWM调制下的振动噪声。     

基于零序电压注入与调制波分解的三电平脉宽调制策略

对三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)与零序电压注入正弦脉宽调制(SPWM)进行了对比分析,以线电压坐标系空间矢量图和开关周期窗口移动图解释了两种调制方式在占空比和矢量序列上的关系。从零序注入SPWM与SVPWM的内在联系出发,本文探讨了基于零序分量注入与调制波分解的三电平脉宽调制策略。该调制策略无需SVPWM复杂的矢量分解,即可实现最小开关损耗、最优波形质量抑或是中点平衡等任一控制目标,并可在多控制目标间转换,具有极高的灵活性,实现简单,可大大降低编程难度与程序运行时间。     

分裂式可变调制波的PWM过调制技术及谐波分析

针对空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制算法复杂且涉及除法运算的问题,构建一种分裂式可变调制波,该调制波在调制度M∈[0,1]的线性区为正弦波,在M∈(1,4/π)的过调制区则分裂为两种以不同方式变化的正弦曲线段,相衔接构成一种调制波,其面积随M提升进一步扩大,直至方波。采用三角载波采样,在线性区改变调制波幅值即可线性地改变PWM基波值,在过调制区则减小两种正弦波曲线段间的分界角,继续提高PWM基波幅值大小,直至方波模式。经研究过调制区的PWM谐波影响与分界角初值的关系,得出最佳分界角初值。提出的PWM算法简单,线性区间的PWM电流总谐波畸变率(THD)与正弦脉宽调制(SPWM)一致;在M∈(1,1.2]过调制区其值仍延续低位。实验结果验证了该技术的有效性和优越性。     

四桥臂逆变器SPWM和SVPWM的归一化研究

针对四桥臂逆变器常规空间矢量脉宽调制(SVPWM)需进行坐标变换的问题,对四桥臂逆变器的SVPWM和正弦脉宽调制(SPWM)两种调制技术进行了分析,给出了一种快速数字化三维(3D)SVPWM算法,无需坐标变换,节约了计算时间;证明了常规3D-SPWM改进后,与3D-SVP-WM完全等效,两者是归一化的,而且本质上均为逆变器最优跟踪控制方程的解,可获得最大直流电压利用率。SVPWM比SPWM算法更简单,是工程应用的首选。给出了详细的仿真结果,在一台四桥臂样机上验证了结论的正确性。     

单相三阶SPWM逆变器设计及输出补偿研究

单相全桥结构是一类中小功率场合广泛采用的逆变器拓扑.分析了基于单相全桥电路的二阶正弦脉宽调制( SPWM)波与三阶SPWM波的生成方式,并通过二重傅里叶展开法分析了采用三阶SPWM逆变器在减小输出电压谐波含量方面的优越性.为减小输出电压中的谐波含量,分析了死区时间对系统输出的影响,并提出了谐波补偿方案.实验结果验证了三...     

三相电压型逆变器的空间矢量脉宽调制技术

针对传统正弦脉宽调制(SPWM)技术的不足,介绍了空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术在三相电压型逆变器中的应用。建立了三相PWM逆变器的数学模型,对SVPWM技术的基本原理进行了分析,在两相静止坐标系下对具体的控制算法进行了推导。在Matlab/Simulink环境下,建立了SVPWM驱动的三相电压型逆变器模型。利用Simulink动态仿真工具实现对SVPWM控制算法的仿真。仿真结果表明,设计方法可行,仿真模型正确。     

有源中点钳位多电平逆变器空间矢量调制与三角载波调制统一理论

目前有源中点钳位多电平逆变器(ANPC)中三角载波正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)之间的统一理论尚缺乏系统的分析和研究。在仔细分析其拓扑结构以及开关序列后,针对其相电压冗余开关状态众多的特点,提出一种全新的调制波分解策略。该方法避免了传统调制波分解策略无法确定相电压冗余状态及开关序列的弊端,同时物理意义明确,可以被应用于级联H桥等其他具有众多相电压冗余状态拓扑的统一理论研究。通过给三相正弦调制波注入零序分量,并根据开关管的自由度进行子调制波分解,经SPWM后的信号直接用来触发开关管的开断,从而得到唯一确定的开关序列,且和SVPWM有相同的控制效果。将该理论推广到n电平下任意段数输出,实验验证了该理论的正确性。     

SVPWM技术的理论分析及仿真

以电机的基本理论出发，介绍了空间矢量的基本原理。分析了电压型逆变器SVPWM的方法。根据脉宽调制的规则采样法，得出SVPWM隐含调制函数，通过和SPWM调制函数的比较，给出了SVPWM中调制度的计算公式。仿真结果证明了理论分析的正确性。     

电压空间矢量脉宽调制SVPWM数字化算法及实现

电压空间矢量SVPWM脉宽调制是交流伺服系统不可缺少的控制模块。基于数字信号微处理器的众多伺服系统设计者中,对其脉宽调制数字化的算法只是按例进行照搬,并未深刻理解公式及含义,造成设计调试困难和不能很好的解决电机实际运行中出现的问题。本文将从SVPWM脉宽调制原理给予介绍,推导出实用的计算公式,给出加载波形。     

单极性SPWM调制的三相电能回馈单元设计

三相电能回馈单元常采用双极性SPWM或SVPWM调制实现,基于单极性SPWM的调制不同于双极性SPWM和SVPWM的调制,其避免了双极性SPWM和SVPWM上下桥开关互补导通而需要设置死区时间防止直通的问题,克服了死区时间会增大电流畸变率的难题。并给出L/LCL滤波器的设计与选取、电流回馈PI参数的设计和单极性SPWM调制的实现算法。在此基础上,比较单极性SPWM调制与双极性SP-WM和SVPWM调制的优缺点。最后通过Matlab/Simulink进行仿真验证该方法的可用性、正确性和优越性。     

一种间接三电平电流源PWM变换器策略的设计与研究

与基于载波的正弦脉宽调制(SPWM)相比,空间矢量脉宽调制(SVPWM)因其较高的电流(电压)利用率,在电压源变换器(VSC)中获得了广泛应用,而在电流源变换器(CSC)中,SVPWM技术较难实现。为了在CSC中使SVPWM技术的实现更加容易,提出了一种间接PWM调制方法,该方法通过将双逻辑信号转换为三逻辑电平信号,从三相VSC的调制策略中得到三相CSC的调制策略,提出了一种七段调制方法。通过仿真结果验证表明,间接PWM调制方法具有易于实现、交流侧电流谐波小、直流侧电流脉动小等优点。     

不同空间矢量调制算法的共模电压抑制性能对比研究

三相逆变器供电的电驱系统中往往会产生幅值较高、高频交变的共模电压,对电驱系统的电磁兼容性、电机轴承寿命等产生危害。为抑制共模电压,分析了SVPWM调制算法下共模电压的生成机理,对AZSPWM1、NSPWM、TSPWM等共模电压抑制算法进行了仿真与分析。结果表明种调制算法均能有效地抑制共模电压,TSPWM算法的开关损耗较低、线性调制区域无限制,综合性能较优,但3种调制算法的电机相电流谐波含量均比SVPWM高。试验结果为共模电压抑制方案的选择进一步提供了理论依据和指导。