三电平矢量分解SVPWM算法及中点电压平衡

传统多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法需要复杂的扇区判断和大量三角函数计算,不易于向更高电平级数扩展。研究了一种简化的基于参考电压矢量分解的三电平SVPWM算法。该算法将两电平SVPWM算法应用到多电平SVPWM算法,简化了扇区判断,避免了三角函数运算。分析三电平逆变器中点电压不平衡的机理,给出中点电压平衡控制策略。该策略易于推广到多电平SVPWM算法。实验验证了该控制算法的有效性。     

三电平空间矢量PWM的实现

在介绍二极管箝位三电平逆变器空间矢量PWM原理的基础上,提出了一种实用的易于数字化实现的三电平逆变器空间矢量PWM算法,该算法很好地继承了两电平SVPWM算法的思想.在此基础上给出了基于DSP和CPLD的三电平SVPWM实现方案,该方案充分发挥了DSP和CPLD各自的特点.实验结果证实了所提出方法是正确可行的.     

基于矩阵变换的N电平逆变器通用SVPWM算法

增加逆变器的电平数是将逆变技术应用到高压大容量场合有效的解决方案.但是随着电平数的增加,其空间矢量调制算法(SVPWM)也越来越复杂.本文在研究2电平逆变器与任意电平逆变器之间的SVPWM本质联系的基础上,提出了一种基于矩阵变换的多电平SVPWM算法.采用最近相邻三矢量(NTV)合成原则,任意电平SVPWM控制中矢量选择和作用时间都可由2电平逆变器的矢量作用时间的计算结果获得,并且推导出任意电平SVPWM算法与2电平SVPWM算法可以通过一个线性矩阵转换.最后,仿真分析了算法的可移植性问题,实验验证了算法满足多电平控制系统中的实时性要求.     

三电平NPC逆变器SVPWM方法研究

针对经典SVPWM算法计算复杂的缺点,提出了基于60°坐标系的三电平逆变器的SVPWM算法,该算法无需进行复杂的三角运算,仅需进行简单的逻辑判断就可以得到参考矢量的具体位置和合成参考矢量的最近三矢量,能够极大简化SVPWM的运算.实验结果表明了这种基于60°坐标系的三电平NPC逆变器SVPWM方法的有效性.     

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.     

三电平逆变器控制策略的改进研究

提出一种基于非直角坐标系的两电平SVPWM控制算法。在此基础上采用新型电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法将三电平逆变器的电压空间矢量平面简化至两电平平面。在DSP中将两电平逆变器的电压空间矢量控制算法应用于三电平逆变器中。实验结果证明该算法实现简单,性能良好。     

一种多电平逆变器简化SVPWM算法

为解决传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法应用于多电平逆变器时,参考电压矢量定位计算复杂、繁琐的问题,以中点钳位H桥5电平逆变器为例,介绍其拓扑结构及工作原理并提出一种基于αβ坐标系的简化SVPwM算法.该算法利用旋转归一化将其他5个扇区转化到第Ⅰ扇区,使计算量减少了5/6,通过使用一组公式可以快速判断参考电压矢量的准确位置,克服了传统SVPWM算法计算复杂的缺点.同时,该算法可以适用于更高电平.实验结果验证了所提算法的正确性与可行性.     

一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法

在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上,提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法.三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得,并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换.为了分析三电平逆变器的脉冲序列模式,按照矢量之间切换的可能性,提出了一种新的可用于描述矢量开关序列的分类标准.针对传统的和改进的作用序列进行逆变器输出谐波的评估.文中所提的各种理论与算法都可以非常容易地推广到更多电平的系统中.为了验证所提算法的正确性,进行了实验验证.     

单相变换器简化多电平SVPWM算法

针对单相五/七电平变换器空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法实现过程复杂的问题,提出一种简化的空间矢量脉宽调制算法。该简化算法通过将单相五/七电平SVPWM算法中的参考空间电压矢量分解成为偏移矢量和单相三电平SVPWM中的空间电压矢量,从而将单相五/七电平SVPWM算法简化为单相三电平SVPWM算法。相比于传统单相多电平SVPWM算法和现有对实现流程简化的单相多电平SVPWM算法,所提出的简化算法分析简便,计算复杂度降低,占用的控制器资源较少,并且可以较为容易地实现电容电压平衡。基于现场可编程阵列(FPGA)设计了单相级联H桥(CHB)和二极管箝位(NPC)五/七电平逆变器传统和简化SVPWM算法,验证了所提简化算法的正确性和有效性。     

多电平逆变器空间矢量脉宽调制的简化算法

提出了一种实现多电平逆变器空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)的简化算法。该算法可以方便地根据参考电压矢量的幅度和相位选择3个邻近的基本空间电压矢量,并计算出这3个基本矢量的作用时间。该简化算法不但适用于三电平逆变器,而且对更多电平数的多电平逆变器同样有效。利用提出的简化算法对一个三电平逆变器进行了仿真和实验,仿真和实验结果验证了算法的正确性。     

优化开关频率的空间矢量调制算法

通过调制算法优化多电平逆变器应用中的开关频率特性对于降低中高频逆变装置的开关损耗有着重要的意义。为降低逆变器开关切换次数,通过在旋转变换后得到的d′q′坐标平面中,对空间矢量调制算法中输出电压矢量切换与相应输出相电压变化值之间的映射关系进行的研究,给出了满足最低开关切换次数的映射关系。据此提出了一种优化开关频率的5段调制算法,并给出了迭代算法用于计算输出电压矢量到输出相电压值的逆变换。采用Matlab对该算法进行了仿真验证,并与PD SPWM算法的仿真结果进行了比较,结果表明该算法能够有效地降低每个周波的开关次数,且能够快速简单的进行扇区定位和电压矢量作用时间的计算,相电压组合的确定也可以通过迭代算法快速计算得出,易于满足实时性要求。     

一种SVPWM简化算法的设计与实现

针对传统空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法需要进行求反正切、求正弦、求余弦等三角运算,造成其在嵌入式MCU中实现较为复杂、计算量大的问题,介绍了一种简化的SVPWM算法。设计了一种和（a,b,c）三相参考系成逆时针90°夹角的（a'',b'',c''）参考系,使新的三相参考系和SVPWM扇区边界垂直,将（α,β）正交坐标系下的合成电压空间矢量U_s映射到（a'',b'',c''）参考系,根据a''、b''、c''轴分量的正负号直接判断矢量所在扇区。将PWM模块设置为中心对齐模式,跳过基本矢量维持时间的计算,根据标幺化的a''、b''、c''轴分量和U_s所在扇区直接计算PWM模块的占空比,采用七段式SVPWM方法实现对a、b、c三相相电压的SVPWM。所提算法简化了SVPWM中的空间矢量扇区判断和占空比计算,缩短了SVPWM的运算时间,为进一步提升逆变器的开关频率提供了空间。     

一种SVPWM改进算法的研究与实现

为解决传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法计算复杂的问题,提出一种改进的SVPWM算法,仅需根据输入的三相参考电压便可以快速确定参考电压矢量所在扇区并得到基本电压矢量作用时间的统一计算式,无需任何复杂的坐标变换、三角函数计算,编程简单,与传统SVPWM算法相比具有更好的实时性。通过仿真与实验验证了该算法的有效性。     

基于DSP的SVPWM快速算法研究

提出一种易于与矢量控制算法接口的SVPWM快速算法.推导了各空间矢量作用时间与α-β坐标系下电压分量的线性矩阵关系表达式,无需在线计算三角函数,只需简单的四则运算即可实现SVPWM.实验结果证明了该算法的正确性和有效性.     

基于DSP的三电平逆变器SVPWM算法的研究

考虑到三电平逆变器中点电位波动直接影响着逆变器及其电机调速系统的可靠性,提出了一种新的平衡中点电位的SVPWM控制方法,讨论了这种方法的平衡中点电位的原理,脉冲序列的安排和该方法中小脉冲的处理和死区的处理等。建立了基本DSP LF 2407的三电平逆变器实验模型,并给出了实现该矢量控制方法的软件流程图。实验结果验证了所提出的中点电位平衡方法是有效的。     

基于一种新颖差值SVPWM算法的研究

通过对传统SVPWM矢量算法进行分析和理论推导,提出一种新颖的差值SVPWM算法.在每个控制周期内,通过对三相电压进行重新排序.直接采用电压差值来计算基本空间矢量作用时间,并设计出统一的时间状态矩阵求解三相PWM占空比,无需坐标变换、三角函数、反正切及参考电压矢量对扇区的矢量分解,简化了SVPWM算法步骤.实验结果表明,该新颖差值SVPWM算法正确可行,编程量少,精度高.     

基于调制函数的SVPWM算法

为了避免复杂的三角函数和求根运算,便于数字信号处理器的实时运算,提出一种新的SVPWM算法.采用SPWM中调制波与载波相比较的规则采样思路,通过在静止坐标系下直接计算每个参考电压矢量所对应的三相调制波的函数值,进而得到每相电压在一个PWM周期中的占空比.该算法的主要特点是计算简单,只需要普通的四则运算,适用于数字化系统.在扇区划分和占空比饱和的处理上较传统SVPWM算法更简便,且过调制范围也略有拓展,具有很大的实用性.仿真和实验结果证实了该算法的有效性.     

SVPWM优化算法研究

传统的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法很复杂,计算量大.根据经典的正弦脉宽调制(SPWM)原理,提出了一种简化的算法,不需要进行复杂的坐标变换和大量三角函数的计算,简化了SVPWM中各电压矢量作用的计算,不需要对扇区进行判断,关键在于求出三相参考电压的中间值的相电压,从而大大简化计算过程.     

一种新颖的不对称六相SVPWM算法

针对传统的六相SVPWM算法比较复杂的问题,本文提出一种新颖简便的SVPWM算法。该算法只需通过输入的两路正交正弦电压U?和U?简单的加减及逻辑运算即可进行扇区判断,再利用查表得到基础矢量的作用时间,避免了传统六相SVPWM算法中三角函数计算等过程,简化了算法步骤。并以双三相永磁同步电机为被控对象,给出了基于Matlab/Simulink的SVPWM模块和系统的仿真模型,仿真结果验证了所提出算法的有效性。