线性组合采样法SPWM新技术

针对不对称规则采样法PWM采样次数多、占用微处理器资源大的问题,提出了一种线性组合采样的新方法。该方法通过对三角载波顶点位置的调制波采样的线性组合获得载波周期内的另一采样值,使采样次数比不对称规则采样法减少一半。谐波计算结果表明新方法的PWM电压THD指标达到了不对称规则采样法PWM相同水平,并保持电压基波分量与调制度之间的线性关系。新方法的PWM算法简单,适于采用微处理器或DSP实时、在线计算。仿真结果证实了新方法的有效性。     

新型线性组合采样法SPWM谐波数值分析

阐明了常用的不对称规则采样法SPWM的采样次数多、占用处理器资源大的问题,详细分析了能够解决这一问题的线性组合采样法的整体原理。通过双顶点采样法与对称规则采样法的比较,引出新型线性组合采样法,并利用Matlab强大的数值计算功能对几种采样法SPWM波行进行谐波分析,同时给出了分析过程中的关键程序段。分析结果证明了线性组合采样法的有效性,也证明了双顶点采样法是不实用的。     

消谐法SHEPWM的谐波影响数值分析

为了研究特定谐波消除脉宽调制技术(SHEPWM)的谐波影响,采用数值法计算了SHEPWM线电压波形特征及全电压范围的谐波分布、THD、转矩脉动。并与不对称规则采样正弦波脉宽调制(SPWM)进行了数值对比。结果表明,相同开关频率下,在M>0.54区间,SHEPWM的转矩与转速脉动优于SPWM的对应值;而在M<0.54区间,SHEPWM不具有优势。在M∈[0,1]区间,SPWM的THD优于SHEPWM。因此,不同PWM的转矩脉动比值与相应的THD比值之间不具有对应关系。所得结果为客观评估SHEPWM技术性能及其谐波影响提供了新依据。     

数字SPWM方法对系统延时的影响

首先定量分析了对称规则采样和不对称规则采样正弦脉宽调制(SPWM)方法引入的延时,然后介绍了3种改进的SPWM方法:改进的不对称规则采样法、多次采样固定更新法和多次采样立即更新法,并对每种方法引入的延时进行了分析。最后,采用DSP和现场可编程门阵列(FPGA),以同一个正弦信号为参考,同时生成了5种方法的SPWM波形,得到了各个波形基波分量与参考信号的相位差。从相位差可得到各种方法相对于参考信号的延时,与理论分析相一致,证明了所提的3种改进的SPWM方法可以有效地减小延时。     

一种组合型中点SPWM采样方法的研究

提出一种组合型中点不对称规则采样法,只需在三角载波的波峰(或波谷)进行采样,利用数学中线性组合的原理构造出波谷(或波峰)的“采样点”,再根据二分法的原理求得SPWM波开关点的时刻值。详细阐述了该方法的基本理论,并得出产生SPWM波开关点的运算方程。理论分析与仿真研究表明,与传统的规则采样法相比,该方法的SPWM算法更简单,采样点更少,开关点时刻值的误差和负载电流THD更小,且输出的基波幅值更大。所以,该方法对传统的规则采样法进行了优化,更加逼近了自然采样法的调制效果,易于在DSP上实现,并且运算速度快,具有良好的工程应用价值。     

正弦脉宽调制技术开关时间点精度分析

自然采样法产生的SPWM脉冲效果最接近正弦波,但工程中不利于实时控制,在实际中常采用的规则采样法精度不够高。基于正弦脉宽调制技术,在规则采样的基础上准确推导了切线法和割线法的开关时间点计算公式。对开关开通和关断时刻的精度进行分析,并对各开关时间点进行了比较,公式得出的数据表明利用切线法和割线法产生的SPWM脉冲最接近于自然采样法产生的脉冲,开关时间点误差小于规则采样法。利用Matlab软件进行仿真,验证了其谐波含量小于规则采样法。     

基于TMS320F2812的多任务SPWM设计方法

介绍了一种基于多任务不对称规则采样的SPWM波形生成方法.利用高性能TMS320F2812型DSP中EVA事件管理器的周期中断和下溢中断产生脉宽调制波.在编制程序时根据各任务功能及其重要性设置不同的任务级别和不同的循环执行时间.将这种多中断、多任务SPWM编程设计方法应用在输出功率5 kW的变频电源上,通过对电源输出电压的频谱分析可知,多中断不对称规则采样法实现的SPWM输出波形优于对称规则采样法.     

基于规则采样线性外推的准自然采样SPWM方法

提出了一种基于规则采样线性外推的准自然采样SPWM新方法。详细论述了该方法的基本原理,早出了SPWM开关点方程。对该方法进行了仿真研究,并与传统的自然采样法和规则采样法进行了比较。结果表明,该方法的输出基波幅值较另两种方法更大,THD较自然采样法还要小。当载波比增大到一定的范围时,三种方法的基波幅值、THD趋于一致。     

基于线性采样的SPWM研究与实现

提出了一种基于采样点一阶保持的线性外推正弦脉冲宽度调制(SPWM)新方法.详细论述了该方法的基本原理.给出了开关时刻的计算公式,并与传统的自然采样法和规则采样法进行比较,然后对该方法进行了仿真研究和实验验证.仿真和实验波形均表明,该线性采样法产生的SPWM波形谐波含量与采用自然采样法时相似,比采用规则采样法的谐波含量小.同时该方法和规则采样法一样易于数字化实现.     

准对称规则采样法SPWM新技术研究与实现

SPWM的实现方法中,对称规则采样法在每个载波周期内只对顶点位置采样,不对称规则采样法在每个载波周期内对顶点位置和底点位置都进行采样。在深入研究比较两者方法的基础上,提出了准对称规则采样法,新方法在每个载波周期内对顶点位置和下一个顶点位置采样。该方法在实时性上与对称规则采样法保持相当水平;并且MATLAB数值分析的结果证明了,该方法在谐波含量上也能和对称规则采样法完全一致。采用DSP将新方法具体实现,变频系统的实验输出结果验证了新方法的可行性。新方法的提出与验证,在SPWM技术的创新研究方面具有一定的理论价值。     

SPWM数字化自然采样法的理论及应用研究

该文提出一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)、由全数字化方法实现自然采样法的SPWM(正弦脉宽调制)新方案。该方案同时具有数字电路稳定可靠便于集成、微处理器可以重复编程、以及自然采样法响应快精度高等优点。对正弦调制信号us(t)的数字化处理，会引起SPWM输出脉冲宽度的误差。当us(t)斜率为正时输出负脉冲变宽；us(t)的斜率为负时输出正脉冲变宽：这相当于在输出基波上附加了一个齐次谐波分量。SPWM数字化自然采样法存在脉冲竞争现象。研究表明最大误差脉冲宽度和竞争脉冲宽度均与模数转换的采样周期和调制深度成正比，与载波比成反比；竞争脉冲的个数由us(t)的斜率决定。给出了消除竞争脉冲的方法。在一台4kVA单相SPWM电压型并联四重化逆变器上取得了满意的实验结果。     

基于微粒群算法的三电平正弦脉冲宽度调制开关时刻优化

最优化正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation，SPWM)控制是含约束条件的非线性优化问题。该问题的核心是计算出SPWM 的开关时刻，确定特定的开关切换，从而产生预期电压波形，使其基波为给定值，总谐波含量最小。该文首次将粒子群算法用于三电平正弦脉冲宽度调制开关时刻的优化。在满足一定约束下，用该方法来减小变换器的总谐波畸变率(THD)，以达到消除谐波的目的。仿真研究表明，与自然采样法和遗传算法相比，该方法能更有效、更快速找到最优的SPWM开关时间。     

基于分子动理论算法的三电平逆变器谐波优化

在许多大功率交流传动场合下,开关损耗大。为了降低开关损耗,提高逆变器效率,开关频率一般限制在1 kHz以下,导致牵引逆变器中含有大量的谐波。以应用于大功率电力机车的三电平逆变器为特定的研究对象,建立了三电平逆变器最小相电流总谐波畸变率谐波优化模型。采用分子动理论优化算法求解模型时施加了消除窄脉冲算法,完成全调制范围、多种脉波条件下优化函数的求解。与传统SPWM和SHEPWM比较,MMTPWM具有良好的谐波优化效果。最后,通过仿真实验和硬件实验结果验证了理论分析的正确性。     

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。     

基于PSO算法的三电平优化PWM方法

受大功率开关器件开关频率的限制,牵引逆变器输出波形中含有大量的谐波,所以有必要采用优化的脉宽调制（ PWM ）方法来减少牵引逆变器输出波形的谐波。首先,建立了最小电流总谐波畸变率（ THD ）谐波优化模型,并采用粒子群优化（ PSO ）算法对模型进行求解。其次,在分段同步调制的不同分频段上对PSO-PWM和传统正弦脉宽调制（ SPWM）进行了比较,得到PSO-PWM具有良好谐波优化效果的结论。最后,用仿真和半实物实验结果验证了理论分析的正确性。