基于DSP的三电平直接转矩控制

改进的电压磁链模型能够获得全速度范围内磁链的准确观测。针对三电平系统中存在的中点电压不平衡和需要减小dv/dt等问题,提出了一种电压矢量选择方案,通过引入中点电压滞环,综合考虑电磁转矩和定子磁链的要求,实现了异步电动机的变频调速运行。并采用TI公司的TMS320F240型DSP做为主控制芯片,在一台异步电动机上进行实验,验证了所提出算法的有效性。     

转矩预测在三电平直接转矩控制中的仿真研究

在基于磁链幅值和相位补偿的定子磁链观测器的基础上,针对合成矢量三电平逆变器直接转矩控制中,在一个周期内工作矢量的不连续造成了转矩较大脉动的缺点,提出了一种预前控制的方法.该方法根据前一个周期采样的磁链和转矩误差,来确定下一开关周期所应施加在逆变器上的参考电压矢量,然后利用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法,合成此开关电压矢量.这样在保证开关频率一定的情况下,大大减少了转矩脉动.仿真结果表明,该方法可以成功减少转矩脉动,磁链轨迹近似为圆,而且电流波形正弦性良好.     

无速度传感器异步电机三电平直接转矩控制仿真研究

为了解决三电平直接转矩控制中的矢量与矢量切换时过高的线电压跳变问题,对中点电压实现了实时控制.提出了一种改进型的虚拟合成矢量三电平直接转矩控制方法.同时,针对异步电动机直接转矩控制中对定子电阻和转子时间常数这些重要参数的依赖性,设计了一种基于模型参考自适应律(MRAS)的参数辨识器.该辨识器同时还可以观测定子磁链及转子速度,仿真结果证明提出的方法的有效性和可行性.     

基于u-n模型的三电平直接转矩控制系统研究

构建了基于二极管中点钳位式三电平逆变器的直接转矩控制系统。提出了一种基于12区间划分的矢量选择方法,考虑了中点电位平衡和电压跳变问题。系统的磁链观测模型采用了适合于全速度范围的模型,提高了定子磁链观测的精确度。最后通过仿真分析验证了所提算法的有效性。     

基于间接定子量的永磁同步电动机三电平直接转矩控制

针对永磁同步电动机传统直接转矩控制在低速圆形磁链运行时存在转矩和磁链脉动大的问题,采用基于间接定子量的三电平二极管中性点钳位逆变器供电的空间电压矢量调制(SVPWM)策略的直接转矩控制。首先给出了由间接定子量的方法产生控制转矩所需定子预期电压信号的方法;然后给出60°坐标系下SVPWM的设计方法,与传统算法相比,该算法能够有效地简化计算,在此基础上,通过调整冗余小矢量的作用时间来平衡直流侧两电容电压;最后,为了验证基于间接定子量的永磁同步电动机三电平直接转矩控制的算法的有效性,通过基于MATLAB/Simulink软件的仿真对比了其与传统直接转矩控制单一矢量法的控制效果,结果表明,所采用的方法能够有效改善电磁转矩的脉动、减小定子电流的谐波含量,并具有很好的动、静态性能。     

三电平有源电力滤波器中点电位平衡控制

针对三电平有源电力滤波器(APP)中点电位不平衡的固有问题,根据其原理及拓扑结构建立了中点电位波动模型,通过对数学模型的理论分析,得出了控制和注入零序电压的方法。为了更好的使理论的方法进行离散化和数字化处理,并且应用到实际的三电平APF实验平台上,提出了"预估-校验-修正"的实时控制算法。实验结果表明,中点电位得到了有效控制,证明了方法正确有效。     

基于快速空间矢量调制算法的三电平直接转矩预测控制系统

提出一种新颖的基于转矩预测控制+ 快速空间矢量调制算法的三电平中点钳位式逆变器供电的异步电动机直接转矩控制方案.系统中首先使用转矩预测控制算法得到所需施加的定子参考电压矢量,然后基于非正交60°坐标系,利用空间矢量脉宽调制算法选择基本矢量合成所需的参考电压矢量,该算法在基本矢量的选取和作用时间计算方面十分简单.针对电机运行时有功功率的输出导致直流侧电容电压失衡问题,采用先预测、后控制的方式稳定中点电位.仿真结果验证了该控制算法的可行性,三电平直流侧中点电位不平衡、输出电压dv/dt得到了有效地抑制,并获得良好的电机动态和稳态调速特性.     

电力牵引传动系统的三电平直接转矩控制算法的半实物实验研究

针对高速动车组中三电平二极管中性点钳位(NPC)逆变器供电的牵引传动系统,探讨了一种基于PI控制器和60°坐标系空间矢量调制算法(SVPWM)的异步牵引电机低速域的直接转矩控制(DTC)驱动方案。直接转矩控制性能好坏的决定因素之一就是磁链观测器的准确性,为了获得较好的转矩控制性能,本文首先采用了一种改进U-I积分模型为定子磁链观测器,并给出了基于PI控制器的转矩控制器和磁链控制器设计方案;然后给出了60°坐标系下SVPWM算法的详细设计方案,与传统的SVPWM相比,该SVPWM能够有效地减小计算时间,并在此基础上,通过调节中点电位平衡因子的大小来分配冗余小矢量的作用时间,以达到平衡直流侧两电容上电压的目的;最后,通过基于Maltab/Simulink软件的仿真研究和TMS320F2812与dSPACE的高速动车组牵引传动半实物实验台的实验研究,验证了基于PI控制和60°坐标系SVPWM的三电平直接转矩控制算法的有效性和可行性。     

NPC三电平变流器中点电位平衡控制研究

三电平中点箝位型(NPC)变流器具有输出电压谐波小、器件开关损耗低等优点,作为变流器拓扑被广泛关注和研究。针对NPC三电平变流器中点电压平衡控制问题,本文通过分析NPC三电平变流器的数学模型和中点电位电压波动原理,提出一种零序电压分量注入法,并通过搭建MATLAB/Simulink仿真模型,通过对比试验分析,充分验证了所提方法可以在有功、无功输出工况下,实现中点电压平衡控制,且系统运行情况良好。     

三电平PWM整流器中点电位平衡控制研究

针对三电平脉宽调制(PWM)整流器直流侧两电容电压不平衡问题,提出了基于中点电荷预估控制的电压平衡控制算法。建立了电网电压定向下三电平PWM整流器在d,q坐标系下的数学模型,推导了平衡因子的精确计算方程,搭建了基于数字信号处理器(DSP)的实验平台并进行实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

三电平有源电力滤波器谐波电流及中点电位平衡控制

针对三电平有源电力滤波器,在建立其小信号数学模型的基础上,提出一种考虑输出补偿电流的改进型预测电流跟踪控制策略。同时,为控制三电平直流侧中点电位不平衡,提出一种基于平衡因子的中点电位平衡控制策略。为验证所提控制策略的正确性,搭建了三电平有源电力滤波器实验平台,实验结果验证了改进型预测电流和中点电位平衡控制策略的有效性与可行性。     

基于VSVPWM的三电平中点电位补偿平衡控制

针对二极管钳位型(NPC)三电平逆变器存在着中点电位不平衡的问题,通过分析中点电位的波动机理,提出一种基于虚拟空间电压矢量调制(VSVPWM)的准确补偿中点电位的控制策略,引入虚拟中矢量和电压调整系数f,充分利用新的合成矢量对中点电位波动的平衡作用,根据中点电流的流向,对不同的正、负小矢量分配不同的调整系数;同时根据检测到的中点电位偏差,采用一种滞环控制的方法,在传统的基于k值的矢量调整控制和基于f值的准确补偿控制之间进行切换控制。仿真分析和实验结果表明,基于本方法的中点电位补偿控制策略,具有很好的中点电位平衡效果。     

Z源三电平中点钳位逆变器中点电位平衡控制方法

针对Z源三电平中点钳位逆变器,分析直通状态对逆变器中线电流的影响,结果表明,直通状态的注入不会引起中点电位失衡,据此研究一种基于载波调制的中点电位平衡控制方法。该方法利用双调制波理论消除中点电位的低频振荡,但由于双调制波技术无法消除中点电位的直流偏移,故提出对直通占空比进行前馈补偿以抑制此类失衡。该补偿方式不会产生额外的开关动作,因此不会增加逆变器的开关损耗。仿真及实验结果均证实了所提出的中点电位平衡控制方法的有效性。     

三电平APF谐波电流及中点电位平衡控制

针对三电平有源电力滤波器,提出一种基于带柔化输入的模型预测控制方法用于谐波补偿。同时,为避免直流侧中点电位的波动和偏移问题给系统稳定性带来的不利影响,采用基于平衡因子和简化SVPWM算法的中点电位平衡控制策略。模型预测控制方法根据实际有源电力滤波器控制系统设计电流预测模型,同时将预测输出与实际输出的偏差及时反馈,结合滚动优化,使有源电力滤波器的补偿电流快速跟踪参考值。直流侧母线电压控制采用简化三电平SVPWM算法,简化了算法同时保证了中点电位平衡。建立了APF预测电流控制的等效模型,并进行了仿真验证。所提方法有效柔化电流输入从而减小超调,较传统预测控制方法更为稳定,减少了谐波含量和改善了补偿精度,并保证了直流母线电压的稳定和中点电位快速平衡。仿真结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。     

混合式三电平中点电位平衡控制策略

三电平拓扑结构相对于两电平在性能上有很多优势,但是也存在中点电位不平衡这一固有问题。基于简化的三电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM),提出一种混合式的三电平中点平衡控制策略。该控制策略在低调制度下,根据中点电压偏移情况,结合三相电流,明确重叠区域的扇区选择原则,克服非冗余小矢量造成的中点偏移;高调制度下,充分考虑中矢量对中点偏移的影响,对不同的小三角形设置不同的时间控制因子,实现对中点电位平衡的精细化控制。基于DSP构建三电平逆变器硬件平台,在1140V/500kW三相异步电机和三相电感上完成了相关实验。实验结果验证了该方法可以实现全频率段中点电位的平衡控制。     

三电平NPC整流器控制及中点电位平衡控制技术

通过分析三电平中点箝位式整流器工作原理,建立了基于开关函数的三电平整流器的数学模型,提出了一种基于dq轴解耦的控制策略,对解耦后的电流以及电压进行双闭环控制系统设计,实现了有功电流和无功电流的无差调节以及直流侧电压的稳定.在简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的基础上,提出了一种根据三相输入电流和中点电位的波动...     

具有中点电位非对称控制的VSVPWM技术

在降低NPC式三电平逆变器中点电位波动问题时,传统的VSVPWM算法未考虑直流侧电容电压非对称情况.为此,需从理论上探讨对称时的虚拟矢量形式是否适用于非对称状态下的各虚拟矢量.提出了具有中点电位非对称控制的VSVPWM技术,并在引入中点电位不平衡度的基础上通过改进零矢量的持续作用时间实现直流侧电容电压非对称控制.该方法...     

一种具有中点电位平衡功能的三电平空间矢量调制方法及其实现

基于冗余电压矢量的不同处理,提出一种三电平空间电压矢量调制模式这种调制模式较之常见的八段对称式SVPWM具有明显的谐波和控制优势。为解决三电平逆变器中点波动问题,基于这种调制方法提出了一种新的中点电压平衡控制方法,推导了分配因子计算公式,这种方法只需直流电容电压和负载三相电流的信息,通过调整小矢量对的时间分配因子实现对中点电流的精确控制。控制算法简便易行,有利于计算机数字化实现。所提出控制方法的有效性通过仿真和实验研究得到了证实。     

基于零序电压注入的三电平中点电位平衡控制

中点电位不平衡是三电平逆变器的固有问题.针对此问题,基于零序电压注入原理,提出了一种中点电位平衡控制方法,给出了零序电压的选择原则.仿真及实验结果表明,该方法可以保证逆变器在多种状态时,中点电位都能得到有效控制,具有控制方法简单,鲁棒性强的特点.