基于简单电压空间矢量三相逆变器的研究

基于传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制的三相逆变器能够获得快速的动态响应,但实现复杂,需要高速微处理器.本文提出了一种新的简单SVPWM控制方法.在理论分析的基础上得出了逆变器实现SVPWM调制的占空比计算公式.该方法具有传统SVPWM快速动态响应的优点,且实现简单.通过计算机仿真和实验对该方法进行了验证,仿真与实验结果表明本文所提出方法的正确性和可行性.     

基于空间电压矢量的变频器能量回馈系统研究

提出了一种新型的基于空间电压矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)的整流器定频控制方案,通过理论分析得出了整流器工作在整流状态和逆变状态下实现SVPWM调制的统一占空比计算公式.将PWM整流器用作变频器的前级整流电路,以TMS320LF2407A DSP为内核搭建硬件电路,完成了变频器的能量双向流动实验.实验结果表明,该系统不仅可以使能量双向流动,实现变频器能量回馈,而且能够有效地抑制注入电网的谐波,实现网侧单位功率因数控制,使网侧电流连续,且为正弦波.     

基于矢量合成原理的三相电流型SVPWM整流器多电平技术

提出一种适用于三相电流型PWM整流器(CSR)的基于矢量合成技术的SVPWM多电平实现方法。对于N个整流单元并联的大功率PWM整流器，该方法将需要生成的参考电流矢量分组为N份，按矢量合成原理分配给不同的整流器并联单元。这样任意整流器单元都具有相同的SVPWM调制特性和相同的开关频率，整个整流器的等效开关频率为每个整流单元的N倍，且通过扇区矢量分组轮换可以使不同的整流单元达到自动均流。该调制方法不仅保持了传统SVPWM技术的所有优点，且实现简单，其控制策略的复杂程度与并联单元的数目无关，仿真和试验验证了方法的正确性和有效性。     

基于DSP的三相应急动力电源锁相设计与实现

针对三相逆变应急电源从市电输出到逆变输出的快速切换要求,快速切换实现的关键是锁相.这里阐述了空间矢量脉宽调制(SVPWM)、异步变频调制的原理,SVPWM方法具有数字化实现简单、直流利用率高等特点,异步变频调制具有算法简单、效率高的特点.根据原理设计了适合三相逆变应急电源的SVPWM逆变输出的控制算法和数字锁相算法,并...     

基于SVPWM控制技术的三相电压型整流器及其应用

传统整流方式常采用相控整流或不控整流方式.相控整流方式存在动态响应慢、深控下网侧功率因数低等缺点.不控整流方式也存在整流器从电网吸取畸变的电流,造成电网的谐波污染,直流侧能量无法回馈电网等缺点.三相电压型PWM整流器可以克服相控和不控整流的缺点,具有高功率因数、低电流谐波、电能可逆、动态响应快等优点.介绍了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的控制原理及实现步骤.探讨了三相电压型脉宽调制整流器的应用范围.     

矩阵变流器虚拟逆变侧无扇区调制算法

矩阵式变流器间接空间矢量调制算法通过"虚拟整流器"+"虚拟逆变器"相冗,运行工况复杂。该文通过虚拟整流侧三角函数分析,推出其SVPWM简化算法;提出虚拟逆变侧无扇区空间矢量脉宽调制,建立非正交K-L 120°坐标系,无需扇区判断直接求解虚拟逆变侧三相桥臂开关占空比。通过新型占空比与传统虚拟整流占空比区间结合,将常规矩阵式变流器虚拟整流+虚拟逆变调制算法扇区判断的36种工况缩减至18种,大大简化算法实现过程,提高计算实时性。仿真实验结结合控制模式进行综合调制,其空间调制占空比组合方式繁果表明了该方法的正确性和有效性。     

大功率PWM整流器的设计

对电镀行业中锅炉启动等环境中工作的大功率PWM整流器进行了设计。目的在于提高该类PWM整流器的工作效率,实现整流器的有源逆变以及单位功率因数运行。设计过程中采用了 SVPWM调制方法和电流直接控制方法等技术。设计思路简单,易于实现。本文还给出了所设计的PWM整流器的主要参数,并使用PSCAD仿真软件对其进行了软件仿真,...     

基于SVPWM调制的三段式算法研究

在三相逆变中,传统的SVPWM调制算法涉及到坐标变换和矢量分解,有较多的三角函数运算、矩阵运算和无理数运算,其复杂的计算降低了控制系统的实时性要求。提出了一种SVPWM三段式调制及其计算方法和实现方法,其优点是简化了传统SVPWM调制的繁琐计算,仅通过查表和简单乘法计算可完成调制。扇区的判断和逆变桥驱动波生成由组合逻辑实现。调制和驱动波可由硬件实现,也可由软件实现。对设计原理及要求做了说明,并对SVPWM三段式调制做了Simulink仿真和电路实验。通过分析、仿真和实验,证明了SVPWM三段式调制及其计算方法是可行的。     

移相式可逆功率因数校正的研究

通过对整流器相量关系的分析,提出一种将整流器交流侧基波电压幅值和相位解耦控制的控制策略,该控制策略具有原理清晰、控制简单、实现容易等优点。理论分析和实验结果表明,该控制策略可使整流器工作于功率因数近似为１的整流或逆变状态。     

一种空间矢量的三相逆变器调制方法研究

针对三相逆变器提出了一种基于PID神经网络的空间矢量调制(SVPWM)方法。三相逆变器具有矢量的开关状态,其调制算法的实现非常复杂,在设计的方案中,摒弃传统的神经网络,采用PID神经网络用于SVPWM算法的快速实现,三层前馈PID神经网络以指令电压和角度作为输入信息,借助于一个简单的计时器和逻辑电路,产生三相12路对称脉宽调制波形。最后利用Matlab神经网络信息工具箱依据误差逆变算法使用实测数据对该系统进行了测试,结果证明,在全部线性调制区内,系统性能很好。     

基于新型相位幅值控制的三相PWM整流器双向工作状态分析

介绍了一种三相PWM双向变流器的新型间接电流控制系统。采用变流器前端电压与交流电源电压的滞后角度(?) 作为输入变量的新型相位幅值控制方法,并在闭环系统中将 PI调节器输出作为滞后角(?)。重点分析了单位功率因数下 PWM变流器整流和逆变双向工作原理、调制比mr和滞后角(?)的关系并给出了关系曲线。分析了保证系统稳定工作参量(?)变化范围和约束条件和负载扰动时系统调节过程,得出了系统稳定工作条件。新型相位幅值控制简单且容易实现, 通过仿真和实验验证了该系统可双向工作且能实现单位功率因数。     

飞轮储能系统中数字整流器的研究

针对飞轮储能装置的能量释放环节,即储能放电整流环节,将储存的动能转换为电能,以研究数字整流器.采用电压型PWM整流拓扑,从提高电压利用率、运行效率和降低开关损耗的角度出发,采用结合期望电流控制的空间矢量两相调制方法,给出了便于数字实现的控制算法.在Matlab7.0仿真环境下,对整个系统进行了仿真分析,并在实物平台上使用DSP TMS320F2812进行了变压整流实验.实验结果验证了该控制策略下交流侧电流能与输入的电压保持同相位,并可获得稳定的直流输出电压.     

双级矩阵变换器的过调制策略

针对双级矩阵变换器常规调制策略电压传输比低的问题，在不改变双级矩阵变换器拓扑结构的前提下，该文提出了一种可以提高电压传输比的双级矩阵变换器调制策略。该调制策略将双级矩阵变换器分为两级控制：整流级采用常规电流空间矢量合成法；逆变级根据电压传输比的不同要求将电压空间矢量调制区域分为线性调制区和过调制区。根据过调制程度要求的不同,又将过调制区域分为过调制区域Ⅰ和过调制区域Ⅱ，各个区域分别采用不同的调制模式控制逆变级的输出。论文从理论上分析了过调制策略的原理。仿真和实验结果表明, 双级矩阵变换器过调制时输出电压基波可以精确控制，谐波畸变率比较小，输入输出电流波形质量好。     

Vienna整流器简化三电平矢量调制的数字化实现

将简化三电平矢量调制(SVM)应用到三相三线Vienna整流器中,并提出了一种数字化实现方式,简化了数字化实现过程中的算法流程和计算难度。首先介绍了Vienna整流器基于两电平的简化SVM调制的基本原理,说明了三电平SVM与两电平SVM的等效关系;然后提出了一种Vienna整流器简化SVM的数字化实现方式,这种方式将处于其他扇区的目标矢量先经过旋转变换至第Ⅰ扇区再由统一的计算方式得到向量作用时间,并基于两电平矢量调制推导了简化三电平SVM的矢量作用时间计算公式,确定了每个扇区内空间矢量作用顺序以及各相占空比与矢量作用时间的关系;最后,搭建了15 kW三相Vienna整流器的仿真模型和实验平台,使用所提方式实现了Vienna整流器的简化三电平SVM,验证了所提方式的正确性。     

矩阵整流器单周期控制策略的研究

单周期控制(OCC)是一种同时综合调制算法与控制策略的非线性控制技术,采用该控制技术的电力电子变换器具有控制电路简单、动态响应速度快、抗输入干扰性能好等优点。在分析单周期控制原理与矩阵整流器工作原理的基础上,提出了一种三相输入电流的单周期控制策略,使三相输入电流在每个开关周期内达到平衡,实现矩阵整流器单位输入功率因数的控制效果,同时为了弥补单周期控制对负载扰动抑制能力的不足,增加输出电压PID控制环节,改善负载调整率。在利用Matlab/Simulink完成单周期控制的矩阵整流器系统仿真后,采用数字积分技术和新型自举电源驱动技术实现了单周期控制的矩阵整流器系统。仿真分析结果与实验结果验证了矩阵整流器单周期控制模型的理论分析是正确的,控制效果是良好的。     

输入不平衡时双级矩阵变换器调制策略的改进

针对输入电压不平衡时双级矩阵变换器输出电能质量差且电压传输比低等问题,在空间矢量脉宽调制基础上提出了一种混合型控制策略.整流级采用过调制策略,保证负载侧输出最大功率,逆变级通过时变电压调制系数来实时修正逆变级占空比,确保负载侧三相对称输出,利用Matlab/Simulink对该调制策略下TSMC输出性能进行了仿真研究.仿真结果表明该方法不仅能有效改善非对称输入时输出波形,提高电压利用率,而且算法简单易于实现.     

A control method for the matrix converter based on virtual AC/DC/AC conversion using carrier comparison method

This paper proposes a novel control method based on the virtual AC/DC/AC conversion for the matrix converter. The virtual AC/DC/AC conversion method is a very simple strategy to control the input current and the output voltage for the matrix converter. There are two new topics proposed in this paper. First, this paper proposes the minimum switching loss modulation on the virtual rectifier. In our proposed modulation, only two arms switching in the virtual rectifier using DC link current control by the virtual inverter can obtain clean sinusoidal input current. Second, a novel lean controlled carrier modulation on the virtual inverter is proposed. The leans of the triangle carrier are controlled by the duty ratio of the rectifier side pulse. The lean controlled carrier reduces harmonic distortion of the input current by avoiding interference between the rectifier control and the inverter control. These new proposals are confirmed by simulation and experimental results. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 152(3): 65–73, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20144     

High‐efficiency current‐doubler rectifier with low output current ripple and high step‐down voltage ratio

This paper presents a current‐doubler rectifier with low output current ripple and high step‐down voltage ratio. In the proposed rectifier, two extra inductors are introduced to extend the duty ratio of the switches, which in turn reduces the peak current through the isolation transformer as well as the output current ripple; two extra diodes are used to provide discharge paths for the two extra inductors. To highlight the merits of the proposed rectifier, its performance indexes, such as voltage gain function, secondary winding peak current of the isolation transformer, and output current ripple, are analyzed and compared with the conventional current‐doubler rectifier. In this paper, a zero‐voltage‐switching phase‐shift full‐bridge converter with the proposed rectifier with an input voltage of 400 V, output voltage of 12 V, and full load power of 500 W has been implemented and verified, and experimental results have shown that 90% conversion efficiency could be achieved at full load. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.