五相逆变器的空间矢量PWM控制

多相逆变器由于电压矢量的增加，其空间矢量PWM(SVPWM)控制同三相电机相比具有更大的灵活性，文中通过对五相逆变器电压矢量空间的分析，认为多相逆变器空间矢量PWM控制的线性调制范围及形成的电机定子磁通要优于三相电机。根据五相逆变器的结构特点，在传统的最近两矢量SVPWM(NTV-SVPWM)控制的基础上，提出了两种新的五相逆变器SVPWM控制方式：最近四矢量SVPWM(NFV-SVPWM)控制和最小开关损耗SVPWM(MSL-SVPWM)控制。推导了3种控制方式下的目标输出电压函数及波形，通过对比分析，认为：NTV-SVPWM控制含有较大的低次谐波，不适宜用于多相控制：NFV-SVPWM控制的输出谐波最小，MSL-SVPWM控制的开关损耗最小，分别适用于低调制指数和高调制指数工作区。利用MATLAB对五相同步电机调速控制系统进行了仿真研究，仿真结果验证了上述结论。     

基于SVPWM的七相感应电机谐波消除方法研究

在电压源逆变器供电的多相电机驱动系统中,由于电机在广义零序子空间中的阻抗很小,采用传统SVPWM将会导致较大的定子谐波电流。在分析七相感应电机数学模型和逆变器基础上,针对3次、5次空间谐波问题,提出了一种基于SVPWM的谐波消除方法。通过调节矢量作用的顺序,同时使3次、5次子空间合成矢量为零来消除3次、5次谐波电流。在Matlab/Simulink仿真软件和七相感应电机调速平台下,通过仿真和实验验证了所提出控制算法的正确性和有效性。     

利用中间矢量的9相空间矢量PWM控制

针对传统多相空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制技术中存在的直流母线电压利用率低、共模电压高等问题,提出了一种基于多相SVPWM控制的优化算法。以9相变频调速系统为例,通过对9相电压源逆变器的512个空间电压矢量进行优化选择,选取d1-q1平面上最大矢量子集中的矢量和1组中间矢量子集中的矢量合成得到18个中间矢量,利用这18个中间矢量,优化设计出一种新的基于中间矢量的9相SVPWM控制方法,可以抑制共模电压,提高直流母线电压利用率,同时减小电流谐波。为了验证上述理论,构建了一台多相感应电机变频调速系统,采用传统矢量SVPWM、特征矢量SVPWM以及中间矢量SVPWM 3种不同的控制策略对其进行控制,并进行了对比分析,结果发现:采用中间矢量SVPWM控制技术,系统的共模电压减小了1/3,直流母线电压利用率得到有效提高,且定子电流谐波得到抑制。     

H桥型五相感应电机SVPWM控制技术

多相感应电机较传统三相电机具有诸多的优势,但多相电机电压空间矢量多,控制复杂。针对该问题,建立了五相感应电机的数学模型,分析了H桥逆变器的结构与工作原理。对五相电机的电压空间矢量进行了分析与计算,综合考虑电压脉动与开关损耗等因素,给出了五相电机的电压空间矢量脉宽调制SVPWM（space vectors pulse width modulation）算法。该算法在MATLAB的仿真平台和基于双数字信号处理器DSP（digital signal processor）控制的变频调速系统上均予以实现,证明了方法的有效性。     

一种新颖的多相SVPWM

在采用电压型逆变器供电的多相电机驱动系统中,由于电机在广义零序子空间中的阻抗很小,采用传统SVPWM将会导致较大的定子电流谐波.本文提出了一种新颖的多相SVPWM,它不仅在d-q子空间中合成给定电压矢量满足转矩控制的要求;同时使广义零序子空间中合成电压矢量为零,有效抑制了电流谐波.以五相永磁同步电机驱动系统为例子,仿真和试验结果验证了方法的有效性.     

6相感应电机的内模矢量控制系统研究

针对矢量系统中电流环PI控制器的设计依赖电机参数的问题,提出了一种基于内模思想的6相感应电机新型矢量控制方案。通过分析6相感应电机的数学模型来设计电流内环内模控制器,取代传统的PI控制器,从而提高系统的鲁棒性和降低控制器参数调节难度。同时考虑到多相电机定子电流谐波较大的问题,利用空间矢量解耦合成虚拟电压矢量进行电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)。实验结果表明,该控制策略下电机的转速响应快,转矩脉动小,定子电流谐波含量少,能够满足调速系统的性能要求。     

多电平双移30°永磁同步电机的矢量控制系统

为了进一步提高调速系统的容量,降低输出谐波和转矩脉动,将多电平逆变器与多相电机相结合,给出了五级十一电平级联型多电平逆变器驱动双移30°永磁同步电机的六相调速系统拓扑结构,分析了电压空间矢量在各正交空间的分布,研究了基于双级联型逆变器的四矢量空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法。基于Matlab的仿真将级联型多电平逆变器驱动的双移30°永磁同步电机矢量控制系统与两电平逆变器驱动的双移30°永磁同步电机矢量控制系统进行比较,前者的转矩、稳态电流等性能均优于后者,其稳态电流总谐波畸变率仅为2.68%。基于 DSP的实验表明级联型多电平逆变器输出波形接近正弦波,转矩脉动较小,稳态电流谐波含量低,达到了预期的控制效果,从而验证了本文所提方法的可行性。     

空间矢量脉宽调制技术的仿真研究

空间矢量脉宽调制技术是目前非常流行的PWM技术,常用在交流感应电机和永磁同步电机的三相电压逆变器控制中.深入介绍了电压空间矢量调制的原理,并对电压矢量的合成做了详细分析,给出SVPWM调制方式与载波调制的关系及用载波调制的方法实现电压矢量控制的具体步骤.最后通过Matlab/Simulink进行仿真验证.     

六相感应电机SVPWM系统的设计与仿真

电压源型逆变器驱动的六相感应电机有64个电压空间矢量,选择dq子空间上12个最大矢量进行合成,得到12个中间矢量。利用这12个中间矢量,优化设计出一种六相SVPWM系统。在Simulink环境下构造出该系统的仿真模型,仿真结果表明,系统的磁链、转矩脉动小,定子电流谐波小,具有良好的动态性能和稳态性能。     

基于十二中间矢量的六相SVPWM系统的设计与仿真

电压源型逆变器驱动的六相感应电机有64个电压空间矢量,选择由子空间上12个最大矢量进行合成,得到12个中间矢量。利用这12个中间矢量,优化设计出一种六相SVPWM系统。在Simulink环境下构造出该系统的仿真模型,仿真结果表明,系统的磁链、转矩脉动小,定子电流谐波小,具有良好的动态性能和稳态性能。     

Control of three phase PWM rectifier using virtual flux‐based predictive direct power control and SVM under harmonic conditions

In this paper, a new predictive direct power control algorithm to control the PWM rectifier based on virtual flux (VF) is presented. In this algorithm, supply network and the line inductances are assumed as an induction machine and so virtual flux space vectors are assumed corresponding with the space vector of the network voltages. Instantaneous active and reactive powers and finally convertor average voltage in both stationary and rotating reference frames are calculated by the virtual flux space vector components. The main advantages of the proposed method are low total harmonic distortion of the input current and low ripple in the instantaneous active and reactive powers and direct current‐bus voltage under harmonic distorted condition of the supply voltage in comparison with voltage‐based predictive direct power control (V‐PDPC) method. Proposed VF‐PDPC method with space vector modulation switching strategy was tested in simulations and compared with the V‐PDPC method. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

DPWMMIN调制方法的损耗分析及其非线性电压误差补偿策略

不连续PWM调制与传统空间矢量调制相比能够降低开关次数与损耗,提高变换效率.然而,死区效应、管压降会引起感应电机的相电压非线性误差,导致定子电流谐波畸变增加,转子磁链观测精度降低,且传统的基于占空比的补偿方法并不适用于不连续PWM调制.针对不连续最小值调制策略(DPWMMIN)的损耗与电压误差展开研究,首先对导通损耗与...     

电流型变流器在电网电压不平衡时的控制

提出一种电网电压不对称情况下抑制三相脉宽调制(PWM)电流型变流器(CSC)直流输出电流二次谐波、减少网侧电流低次谐波的控制方法.该方法对传统的预测控制进行改进并应用到电网不平衡的三相CSC系统中,获得了良好的控制性能.应用电流空间矢量调制技术,使器件的利用率得到提高.所提出的方法无需电流传感器检测网侧电流,降低了实现成本.实验结果证明所提出的方法是正确、可行的.     

A novel PWM scheme for a three-level voltage source inverter withGTO thyristors

This paper presents a new PWM method for the three-level GTO inverters based on the space voltage vectors. With the proposed PWM method, we can minimize the harmonic components of the output voltage by avoiding the minimum pulse width limitation problem of the GTO thyristors and keeping the voltage balancing of the DC-link capacitors. The principle of the proposed PWM method and the voltage vector output sequences are described in detail. Computer simulation and experimental results verify that the proposed PWM method is suitable for high voltage and large capacity three-level GTO inverters applied to induction motor drives     

T型三电平逆变器馈电双三相PMSM直接转矩控制

提出了一种T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统直接转矩控制(DTC)策略。该系统既具有多相电机转矩脉动小、电流应力小和故障容错能力强的优点,也继承了T型三电平电机驱动谐波性能好、可靠性高的特点。该文所提出的基于双空间矢量调制(SVM)技术的直接转矩控制策略保留了DTC快速动态响应特性。与基于空间矢量解耦(VSD)的SVM技术相比,双SVM技术避免了复杂的矢量合成过程,并具有良好的谐波控制效果。所提出的控制策略还设计了谐波电流闭环控制器,能够有效抑制由绕组不对称、反电动势谐波、死区等非线性因素引起的低次谐波电流。通过实验验证了所提出的T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统DTC策略的有效性。     

三次谐波电压注入的五相感应电机SVM-DTC方法

将空间电压矢量调制(SVM)与直接转矩控制(DTC)相结合,并根据集中整距绕组的特点,提出了三次谐波电压注入的五相感应电机SVM-DTC方法.对3种实现三次谐波注入的五相感应电机的SVM-DTC方案进行比较,并通过仿真实验分别予以实现.实验表明,提出的优化控制方案不仅实现了基波和三次谐波电压的闭环控制,并且同时保证了基波和三次谐波磁链的相位关系恒定,能够达到气隙磁密波形为准方波的控制要求.     

矩阵变换器空间矢量调制的闭环控制研究

开环控制的矩阵变换器空间矢量调制方法在输入端有随机扰动的情况下,输入电流、输出电压易出现波形畸变和谐波,为此提出输出电压闭环控制方法。对实际输出电压进行实时采样,计算其旋转空间矢量的相位、幅度以及与期望输出电压的空间矢量对应各量的偏差,将两者的相位偏差和幅度偏差作为负反馈量,加到下一个采样周期中以修正开关调制矩阵函数,从而实现系统的闭环控制。给出了算法的具体实现方法,仿真验证了算法的正确性和有效性。     

一种消除中点电位低频振荡的三电平逆变器载波调制方法

提出了一种二极管箝位型(NPC)三电平逆变器载波调制方法,该方法能消除三电平逆变器直流侧中点电位低频振荡,适用于任意非线性负载情况。该方法从空间矢量脉宽调制方法和载波调制方法本质联系出发,通过向调制波中注入一定的零序电压分量,达到了与空间矢量脉宽调制同样的电压利用率。该方法将调制波分成2部分,分别与载波进行比较,来决定开关管的工作状态。对直流侧中点电位采用了闭环控制,通过检测直流侧电容电压的大小和三相负载电流的方向,对每相的2部分调制波进行适当的调节,从而调整流入或流出中点的电流的作用时间,有效地保证了系统运行过程中直流侧电容电压平衡。该方法简单易行,易于数字化实现。仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。     

Digital field-oriented control for dual three-phase induction motor drives

A direct rotor-field-oriented control of a dual-three phase induction motor drive is described in this paper. The induction machine has two sets of stator three-phase windings spatially shifted by 30 electrical degrees. The stator windings are fed by a current-controlled pulsewidth-modulation (PWM) six-phase voltage-source inverter. Three key issues are discussed: (1) the machine dynamic model is based on the vector space decomposition theory; (2) the PWM strategy uses the double zero-sequence injection modulation technique which gives good results with low computational and hardware requirements; and (3) to eliminate the inherent asymmetries of the drive power section, a new current control scheme is proposed. Experimental results are presented for a 10-kW dual three-phase induction motor drive prototype.     

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。