基于abc坐标系空间矢量控制的三相四桥臂电压源型逆变器研究

将一种新的空间矢量调制方法应用于三相四桥臂逆变器,采用基于abc坐标系的空间矢量调制方法,避免了传统的αβγ坐标变换,使开关矢量的选取和占空比的计算更简单,显著降低了调制算法的复杂性.通过采样三相负载电流和直流母线电压来实时计算给定的参考电压,使得本逆变器可适应不同的负载.基于电压有效值调节稳定系统输出电压,本文详细说明了基于abc坐标系的空间矢量脉宽调制算法和参考电压的获取方法.该逆变器直流电压利用率高,并能带任意线性、不对称的时变负载,仿真和实验结果证明了该方案的可行性.     

基于g-h坐标系SVPWM控制算法5电平逆变器仿真研究

介绍了三相5电平二极管钳位式逆变器电路拓扑.详细分析了空间电压矢量调制(SVPWM)的基本原理,针对传统的复杂SVPWM算法,分析了一种基于g-h坐标系的简化算法.这种方法使矢量选取和作用时间计算方面大大简化,避免了大量三角函数的计算,可以应用到5电平及多电平SVPWM算法中.最后在Matlab仿真环境中对5电平g-h...     

基于参考电压分解的新型多电平逆变器空间矢量调制方法

提出了一种新的多电平逆变器的参考电压分解理论 ,将参考电压矢量分解成为基矢量和二电平矢量。针对目前多电平空间矢量调制方法计算十分复杂的问题 ,提出了一种新型的基于参考电压矢量分解理论的多电平逆变器空间矢量调制方法。该方法只需要将参考电压的二电平矢量用二电平的空间矢量调制方法合成 ,这样 ,多电平的空间矢量调制问题被简化成二电平的空间矢量调制问题 ,计算过程十分简单和快速。另外 ,通过归纳的多电平空间矢量的分布规律可以快速地找出所有的冗余开关状态 ,以便优化输出开关状态组合。提出的方法在理论上适用于任何电平数目 ,仿真结果验证了它的有效性。     

基于参考电压分解的新型多电平逆变器空间矢量控制方法

提出了一种新的多平逆变器的参考电压分解理论，将参考电压矢量分解成为基矢量和二电平矢量，针对目前多电平空间矢量调制方法计算十分复杂的问题，提出了一种新的基于参考电压矢量分解理论的多电逆变器空间矢量调制方法。该方法只需要将参考电压的二电平矢量用二电平的空间矢量调制方法合成，这样，多电平的空间矢量调制问题被简化成二电平的空间矢量调制问题，计算过程十分简单和快速，另外，通过归纳的多电平空间矢量的分布规律可以快速地找出所有的冗余开关状态，以便优化输出开关状态组合。提出的方法在理论上适用于任何电平数目，仿真结果验证了它的有效性。     

基于斜角坐标系下的三电平逆变器调制方法研究

针对三电平NPC逆变器的研究,传统的基于直角坐标系下的空间矢量脉宽调制算法(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)需要扇区判定以及烦琐的三角函数运算,增加了控制器的计算工作量,难以实现数字控制,因此研究了一种基于60°斜角坐标系下的空间矢量脉宽调制算法。该方法是通过Clarke-Park变换将基于三相静止坐标系下的三相电压转换为基于非正交60°斜角坐标系下的两相电压,可省去扇区判断过程,降低了计算工作量,且只有普通的四则运算。随后采用仿真软件PSIM对改进的空间调制方法进行了仿真研究,对所做的理论分析进行了验证,结果表明改进算法具有有效性,并且在运算时间上优于传统算法。最后在三电平NPC逆变器控制平台上进行了实验验证。     

一种准双极性的三电平空间矢量调制方法

基于三电平逆变器冗余电压矢量的不同处理方式,提出了一种准双极性的三电平空间电压矢量调制方案.推导出用于空间电压矢量合成的作用时间,并详细分析了电压矢量的发送模式.该调制方案中,逆变器三相桥臂的每相电平变化关于半周期对称,便于计算机数字化实现.试验研究结果证实了所提出的调制方法的有效性.     

基于等效电路模型的新型三电平逆变器载波调制方法的研究

提出了一种新型的基于三角载波水平移相的三电平逆变器PWM调制方法。通过分析三电平电压型逆变器主电路结构,建立了相应的等效模型,给出了一种提高等效开关频率的具有二重化特点的载波水平移相调制算法。该调制方法与三电平逆变器空间矢量方法相比,其具有计算简单、实现简单等优点,与一般载波垂直移相调制算法相比,其具有低次谐波小、等效开关频率提高一倍、容易滤波等优点。通过仿真研究,验证了该调制方法的可行性。通过建立等效模型为采用两电平三相逆变器各种调制算法来实现三电平逆变器的控制奠定了研究基础。     

基于静止坐标系空间电压矢量三电平逆变器的控制策略

在分析三电平逆变器空间电压矢量控制的基础上,提出了一种基于静止坐标系SVPWM控制策略。该控制策略在常规空间电压矢量调制（SVPWM）的基础上,将直角坐标系转换为静止坐标系,对三角形区域判断规则、合成参考电压矢量的计算和PWM信号的产生方法进行了研究。该算法不仅计算简单,易于实现,通过仿真验证了该控制策略的正确性及有效性。     

基于矢量分解的多电平逆变器简化SVPWM算法

为进一步提升多电平逆变器空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法的计算效率,并增强其拓展性,提出了一种基于矢量分解的简化算法.介绍了一种基于虚拟作用时间的两电平SVPWM算法,不需经过区域判断即可实现基本电压矢量作用时间的统一计算,从而减少算法计算量;通过将参考矢量分解为多电平基本矢量和两电平参考矢量,将多电平空间中电压矢量的合成转化到两电平空间下进行,从而简化多电平SVPWM算法的实现.采用该算法生成多电平基本矢量作用序列及计算其作用时间的复杂度与电平数无关,扩展性较强,便于将其应用于多电平逆变器中.通过三相五电平NPC/H桥逆变器的PSCAD仿真及三电平逆变器的样机实验证明了所提方法的有效性.     

一种通用的多电平逆变器三维空间矢量调制算法研究

提出了三维空间矢量调制算法,直接将三相参考电压映射到三维空间坐标系,所得基本矢量与开关状态矢量一一对应,不存在冗余现象。该调制算法首先确定参考矢量所在单位正方体的位置,然后在这个单位正方体上寻找合成参考矢量的4个基本矢量,利用伏秒平衡原理计算各基本矢量的作用时间,最后采用七段算法实现在4个基本矢量之间的切换。该算法不需要坐标变换,参考矢量定位简单,与逆变器的电平数无关。三级七电平逆变器仿真和实验结果验证了所提出方法的正确性与可行性。     

Robust space vector modulation technique for unbalance voltage disturbances

Space vector modulation (SVM) is one of the most popular PWM techniques used in multilevel inverters. The calculation of reference vector location is very important for SVM technique to obtain exact switching times and to determine correct space vectors. Balanced/unbalanced voltage disturbance occurred in a three-phase system affects the switching times and output voltage of the multilevel inverter. In this study, effects of the disturbances such as line–line faults, balanced and unbalanced voltage sags/swells to SVM technique are investigated and a new technique derived from Clarke transformation is proposed. The effects of disturbances are minimized with this new method. Power System Computer-Aided Design is used to simulate the proposed test system.     

基于线电压伏秒平衡的三电平SVM研究

提出了一种新的三电平空间矢量调制(SVM)简化实现方法,该方法通过将参考电压矢量分解到三相静止坐标系ab-bc-ca中,将电压矢量的伏秒平衡转化为线电压的伏秒平衡,经过简单计算得到各桥臂开关管在每个开关周期内的开通时间.证明了该方法本质上与传统SVM方法完全一致,都是基于冲量等效原理,但是由于不用确定电压矢量所在扇区,不用计算正余弦,只需要简单的加减乘除,使得计算时间大幅度减少,并且在控制三电平PWM整流器中点电压平衡方面也具有方便有效的特性.在Matlab/Simulink 7.1中建立了三电平PWM整流器的仿真模型.控制算法仿照DSP程序完全利用S函数实现.     

全阶磁链观测和定子参考电压矢量预测的异步电动机SVM-DTC系统研究

针对传统直接转矩控制存在磁链和转矩脉动大的问题,提出了一种新的减小脉动的控制策略。通过全阶磁链观测和定子磁链期望增量估算计算出定子参考电压矢量,利用SVM技术获得基本电压空间矢量的优化组合,对转矩和磁链进行精确补偿。仿真结果验证了该算法的有效性。     

应用相差错时采样空间矢量调制的级联型高压变频器共模电压抑制

为消除级联型多电平逆变器的输出共模电压,首先提出了基于左、右桥臂矢量的三类相差空间矢量调制(space vector modulation,SVM)技术,数学推导出三类调制技术的等效正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)的调制波,并分析了其各自相电压输出波形的单、双极性,证明2π/3相差SVM必为单极性调制。通过借鉴错时采样SVM移相技术,将相差SVM改进并引入级联型高压变频器,详细分析了2π/3相差SVM消除两类共模电压的机理。通过与三次谐波注入型载波移相SPWM消除共模电压的仿真类比,结果证明该调制方法能有效消除共模电压,又不至于过多降低直流电压利用率。     

Hardware Implementation of Direct Load Angle Controlled Induction Motor Drive

In this article, a direct load angle (DLA) control method for induction motor drive is proposed to reduce the torque and flux ripple. It is based on control of incremental change in load angle. The torque control is achieved without losing the benefits of conventional direct torque control (DTC) by reference stator flux angle, which is the sum of load angle and rotor flux angle. In this proposed DTC scheme, coordinate transformation is not required in torque control unit and reference voltage sector number and angle are not required in PWM unit, which reduces the control complexity. Proposed DTC control method is applied to two level voltage source inverter fed induction motor drive and hardware results are presented. From the hardware results, it is found that the proposed DTC control scheme impressively reduces the torque and flux ripples when compared with conventional space vector modulation (SVM) DTC.     

A servo system of AC motor based on voltage modulation fitting for FPGA and consideration of voltage saturation

This paper proposes a space voltage vector modulation (SVM) method for a speed servo system to obtain a quick current response. The proposed SVM method shortens the control lag time of the conventional SVM inverter. In addition, this proposed method is easily implemented in hardware using an FPGA (Field Programmable Gate Array) because the proposed SVM equations are transformed into expressions that hardly need multiplication. By using the proposed SVM method, the servo system realizes quick and stable current control with wide bandwidth. Moreover, by using PI controllers considering the voltage saturation and the torque limiter to the speed servo system, the servo system carries out stable speed control on voltage saturation. Both the proposed SVM method and the PI controllers considering voltage saturation are applied to the speed servo system of a vector controlled induction motor. The effectiveness of both the proposed SVM method and the PI controllers considering voltage saturation is verified by the experimental results. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 173(1): 60–68, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20989     

一种简单的异步电动机直接转矩控制方法研究

在基于开关表的直接转矩控制(ST-DTC)方法的基础上,通过PI调节得到补偿定子磁链和转矩误差的参考电压矢量,利用空间电压矢量调制(SVM)技术将相应的参考电压矢量转化为逆变器开关信号以实现对异步电机的控制。在Matlab/Simulink中建模仿真后发现,这一方法能固定逆变器开关频率并降低转矩和电流脉动,低速性能也较传统DTC方法更为优越,控制简单有效。     

采用预期电压矢量调制的PMSM直接转矩控制

为了解决永磁同步电机传统直接转矩控制中存在转矩和磁链脉动大的问题,设计了基于空间电压矢量调制(SVM)策略的直接转矩控制,通过SVM产生定子的预期电压,并且采用PI控制器代替传统直接转矩控制中的滞环比较器.同时在定子磁链观测中采用基于转子位置和定子电流的定子磁链估计方法.实验结果表明,与传统直接转矩控制项相比,所提出的方法能够可靠而有效地估计定子磁链,改善了电磁转矩和定子磁链的脉动,同时减小了电流和转速波动,并具有很好的动态、静态性能.     

基干模糊逻辑和支持向量机的高压输电线路故障分类器

高压输电线路故障类型的正确识别是输电线路故障定位和事故分析的前提保证，探求有效，实用的识别方法是有意义的。在对高压输电线路故障类型识别原理及实现方法进行总结分析的基础上，提出采用小样本高泛化能力的支持向量机(Support Vector Machines,即SVM)算法，并结合适于处理具有不确定线性划分关系问题的模糊集理论，来完成高压输电线路的故障分类器，实现了使期望风险最小他的最忧分类，仿真结果表明：所提方法判别过程简单、清晰．能正确识别高压输电线路的故障类型，而且还不受输电线路系统模型结构的限制，具有较强的通用性和实用性。提出的基于模糊逻辑和SVM的高压输电线路故障类型识别新方法，克服了常规线性分类方法的局限性，实现了输电线路故障模式空间的非线性可分，解决了高压输电线路故障模式识刖的根本性问题。