双三相感应电机新型空间矢量脉宽调制策略研究

电压源型逆变器驱动双三相感应电机时共有64种开关状态,电压调制算法复杂。基于分类算法提出了一种十二边形空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse widthmodulation,SVPWM)策略。与其他研究相比,该新型调制策略可有效缩短算法处理时间,扩展调制区域。算法对输入的电压进行分类,获取最大和次大的中间变量,从而判断参考电压矢量所在扇区;对中间变量进行线性组合可求得基本矢量作用时间,从而缩短算法处理时间。该算法通过将调制区域分为3段,可实现线性调制区域向过调制区域的平滑过渡。仿真和实验结果表明,线性调制区可抑制定子电流谐波;过调制区可补偿十二边形外电压矢量损失。     

非正交坐标系下双三相感应电机SVPWM控制策略

针对传统双三相电机空间矢量脉冲宽度调制( space vector pulse width modulation,SVPWM)算法中含有大量的三角函数和求根运算,且电机定子电流谐波含量大的问题。结合双三相电机的矢量分类技术,在120°的非正交坐标系下提出了一种双三相感应电机的空间矢量脉冲宽度调制算法。判断三相给定电压信号的最大值和最小值,通过总结规律,可直接求得各相开关的切换时刻,无须进行扇区和基本电压矢量作用时间的计算。对仿真和实验结果的分析表明,与传统双三相SVPWM算法相比,所提出的双三相感应电机SVPWM算法可以有效抑制电机定子电流谐波的同时,大大缩短算法执行时间。定子电流谐波的抑制可提高电机控制性能,算法执行时间的缩短将为处理器节约资源。     

三相逆变器随机空间矢量脉宽调制选择性电压谐波消除方法

传统随机脉宽调制(RPWM)策略不能选择性消除或降低系统特定次频率谐波。该文提出一种三相电压型逆变器随机SVPWM(RSVPWM)选择性电压谐波消除方法,利用脉宽调制(PWM)脉冲傅里叶级数中的前后项相互抵消,消除特定次频率谐波,并给出两种选择性电压谐波消除思路。在此基础上,利用占空比、随机整数k、开关频率范围和待消除频率,计算开关周期值,推导开关周期、随机整数k以及其对应频率上下限的通用公式。该方法在实现传统RPWM功能的同时,还能选择性降低特定频率及其整数倍频率的噪声功率,仿真和实验结果证明了该方法的有效性。     

基于矢量分解和叠加原理的双三相感应电机在全调制比范围内的PWM策略

对于六桥臂电压源型逆变器供电的双定子绕组异步感应电机,为提高逆变器直流母线电压利用率,并抑制电流谐波,提出一种新的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)算法。该方法利用空间矢量分解的原理,在低次谐波被消除的基波空间计算参考电压矢量,并在过调制区通过叠加原理选择合适的开关状态矢量重构参考电压矢量,从而实现从线性调制到方波控制的平滑过渡。详细介绍该调制算法的基本原理,并进行实验。研究结果表明,该算法下的输出基波电压幅值与调制比呈线性关系,且定子绕组电流谐波含量也得到了明显抑制。     

基于虚拟电压矢量的双三相直线磁通切换永磁电机容错SVPWM策略

高可靠性是电梯驱动系统的首要指标。针对双三相直线磁通切换永磁(dual-three-phase linear flux switching permanent magnet,DTP-LFSPM)电机单相开路故障,提出一种基于虚拟电压矢量的容错空间矢量脉宽调制策略。首先,基于单相开路故障下的五维变换矩阵计算得到故障后的32个空间电压矢量分布。然后,筛选部分空间电压矢量,以z子空间电压幅值为零且每个扇区产生对称的脉宽调制波形为目标,重构得到12个虚拟电压矢量,相邻的2个虚拟电压矢量都由3个基本电压矢量组成,并用于合成参考电压矢量,不仅可以减少单相开路故障容错控制时的电流谐波,而且具有计算简单,易于硬件实现等优点。最后,搭建DTP-LFSPM电机驱动控制系统仿真与实验平台,仿真和实验测试结果证明所提容错策略的正确性和有效性。     

交流斩波器的新型谐波抑制脉宽调制技术

提出了一种应用于交流斩波器的新型谐波抑制脉宽调制技术。它通过开环方式，对交流斩波器的输出占空比进行实时调节。和已有的恒定占空比控制相比，实现了对交流输入电压中低次谐波的完全消除，并且不要求计算相应的谐波分量，这简化了控制策略，同时显著降低了系统对控制器带宽的要求。文中分析和推导了调制函数的解析式，并给出了详细的实现方案。理论分析和仿真表明其在电压谐波消除中的优越性能。2kVA样机的实验结果验证了该调制技术对交流系统侧谐波电压具有良好的抑制能力。     

双三相永磁同步电机谐波电流抑制技术

针对双三相永磁同步电机定子电流中存在较大谐波问题,根据比例谐振(proportional resonant,PR)控制器在谐振处无穷大增益,能够对交流输入信号进行无静差跟踪调节特性,提出一种基于PR控制器对谐波电流进行抑制的改进型矢量控制策略。基于谐波基下的双三相永磁同步电机数学模型和谐波电流分析基础,在z1-z2子平面引入2个PR控制器对定子电流的5、7次谐波进行控制,并进行了软件仿真与实验验证。结果表明,在z1-z2子平面引入PR控制器能有效地改善定子电流波形,谐波电流含量下降50%以上,能较好地降低电机损耗与逆变器容量,提高电机运行性能。     

基于DSP的双三相感应电机矢量控制系统

本文介绍了双三相感应电机矢量控制方法，通过广义dq坐标变换推导出双三相电机dq坐标系下的数学模型，给出了基于TMS320LF2407 DSP的双三相电机矢量控制系统的实现方法，并通过实验验证了控制策略的有效性。     

逆变器供电三相电机的共模抑制SVPWM

针对两电平逆变器供电的三相电机采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)时存在共模电压幅值大、频率高的问题,提出了一种共模抑制SVPWM方法.该方法将常规SVPWM的六个扇区旋转30°得到新的六个扇区,在奇数编号扇区只采用奇数下标的三个非零矢量进行合成,在偶数编号扇区只采用偶数下标的三个非零矢量进行合成;给出了每个扇区三个非零...     

九相开绕组永磁电机SVPWM谐波抑制方法

该文针对九相半对称开绕组永磁电机驱动系统,提出一种新的调制方法实现谐波抑制,该方法通过分析逆变器开关状态与绕组电平状态之间的联系,使用电平组合替代开关组合的方式简化计算量。把电平组合对应的九组矢量集作为空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)的备选矢量,分析电平组合在不同谐波平面投影矢量之间的关系。以消除 3、5 次谐波电流为目标进行矢量选择,根据计算出的比例关系分配各矢量的作用时间。该方法可在省略谐波平面控制器的情况下,大幅度抑制 3、5 次谐波分量。最后,通过仿真和实验验证,证明了所提分析方法的有效性。     

双三相永磁同步电机全调制比范围空间矢量脉宽调制

针对六相电压源逆变器供电的相移30°双三相电机,为提高母线电压利用率,并减小系统损耗和转矩脉动,提出一种新型的全调制比范围空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略。该策略根据基波调制系数,将调制区域分为线性调制区和过调制区,在线性调制区将正弦调制区和非正弦调制区的调制算法统一为基于中间矢量算法,该算法计算简单且大幅度的减少在非正弦调制区所注入的6k±1(k=1,3,5,…)次谐波。在过调制区将三相过调制算法推广到六相系统并进行改进,过调制Ⅰ区通过算法改进使参考电压矢量幅值与调制系数成线性关系便于算法的实现;过调制Ⅱ区通过对相位进行修正,减小了相电压的畸变。仿真分析和实验结果验证了算法的有效性和可行性。     

双三相感应电机空间矢量脉冲宽度调制算法综述

空间矢量脉冲宽度(SVPWM)调制算法将逆变器和电动机视为一个整体,着眼于使电动机获得幅值恒定的旋转磁场.与正弦脉冲宽度(SPWM)算法相比,SVPWM 可使功率开关器件的开关次数减少1/3,直流电压利用率提高15%,能获得较好的谐波抑制效果.本文分析了双三相感应电机常用的SVPWM调制算法,讨论了它们各自的优缺点,并给出了仿真和实验验证.     

空间矢量脉宽调制方法的研究

分析了三相交流电机空间矢量脉宽调制的原理,探讨了采用空间矢量脉宽调制三相桥式电压型逆变器的电压输出能力。在集成DSP电机控制器ADMC331软硬件结构的基础上,编制了空间矢量脉宽调制软件,并给出了相应的实验结果。     

基于改进空间矢量脉宽调制的电压源型换流器偶次谐波抑制

分析了经典空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法产生偶次谐波的机理,以及抑制偶次谐波的改进原理。从分扇区使用不同矢量序列的角度出发,提出多种抑制偶次谐波的改进实施方法。建立了仿真模型,对不同改进方法下的SVPWM仿真波形进行傅里叶分析,比较谐波含量,并借助250kW光伏逆变器平台开展各方法的实验验证,用具有傅里叶分析功能的示波器记录实验结果。通过仿真和实验证明了所提方法的有效性,并从实现难度、损耗大小和实施效果角度与常规偶次谐波抑制方法进行了比较,说明所提方法的优越性。     

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。     

基于周期谐波扩频调制的永磁同步电机高频边带声振抑制

该文以电动汽车后桥驱动用12槽-10极永磁同步电机及其控制系统为研究对象,基于周期谐波扩频调制技术,对常规空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术所引入的边带谐波成分与高频声振响应进行抑制与优化研究。分析了边带电流谐波频谱与径向电磁力主要的阶次特征分布。建立了完整的谐波扩频功率谱解析模型,对锯齿波和正弦波两种典型的周期信号进行了理论解析,并分析了扩频宽度和调制因子对抑制效果的影响。通过样机及测控实验平台,对不同工况下的边带电流谐波和声振响应进行了验证。结果表明,周期谐波扩频调制能够有效抑制边带电流谐波,多转速工况下噪声响应的中心频带优化20dBA以上;锯齿波扩频调制的抑制效果优于正弦波扩频调制;正弦波扩频调制对扩频宽度的变化较为敏感。     

双三相感应电机谐波平面电压注入法在线辨识定子电阻和漏感策略

为了提高双三相感应电机参数辨识的鲁棒性,并为控制系统提供准确的电机参数,介绍了一种新颖的在线辨识双三相异步感应电机的定子电阻和定子漏感的方法。根据电机在谐波平面的数学方程,注入该平面的电压矢量会在这个平面产生顺时针旋转的电流矢量,同时也能保持基波平面参考电压不变,且不引入转矩和磁链脉动。根据注入的电压矢量和采样的定子电流可以计算定子电阻和漏感。该文介绍了参数在线辨识以及谐波平面电流幅值和相位可控的谐波平面电压矢量注入方法的原理。实验结果验证了方法的有效性。     

三相混合式步进电机正弦波细分驱动的研究

本文分析三相混合式步进电机细分驱动绕组正弦波电流的机理，设计出电流控制型的PWM信号产生电路，实现采用IGBT、工作于高电压大电流的细分驱动系统。实验结果表明，本文设计的细分驱动器消除了低频振荡，有良好的矩频特性。     

空间矢量脉宽调制的调制波分析

在深入分析空间矢量脉宽调制机理的基础上，指出了空间矢量调制和规则采样SPWM、谐波注入脉宽调制、线电压调制的内在联系，并给出了空间矢量调制的调制波通用表达式。其次，通过分析两个零矢量的作用方式，将不连续调制和连续调制统一起来。此外，文中还介绍了一种可以使开关损耗较连续调制降低约50％的不连续调制策略。     

稳态性能改善的双三相永磁电机直接转矩控制

传统直接转矩控制的双三相永磁电机存在电流谐波含量高、磁链脉动和转矩脉动大的缺点.为改善双三相永磁电机稳态性能,该文提出虚拟电压矢量集的新型占空比调制直接转矩控制.首先,电压矢量集由传统的12个基本电压矢量拓展到24个虚拟电压矢量,通过虚拟电压矢量实现对谐波平面的控制,减小谐波电流;再通过增加矢量个数减小磁链的控制误差,...