基于g-h坐标系SVPWM算法三电平PWM整流器的研究

介绍了三相三电平二极管中点钳位型PWM整流器电路拓扑.详细分析了空间矢量脉宽调制(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SVPWM算法.这种方法在矢量选取和作用时间计算方面进行了简化,避免了大量三角函数的运算,可以应用到三电平及多电平SVPWM算法中.最后在Matlab仿真环境中建立了三相三电平PWM整流器的电压定向控制系统(VOC)的仿真模型,对三电平g-h坐标系SVPWM算法进行了仿真研究,仿真结果验证了该算法的有效性.     

一种H桥级联型多电平逆变器SVPWM通用算法实现

为解决多电平逆变器SVPWM控制策略实现的复杂问题,采用了一种简单通用的SVPWM算法.此算法基于g-h坐标系,容易确定参考矢量的位置和作用时间,采用开关状态等效法使多电平和两电平的调制策略相一致,降低了器件的开关频率,且此算法可以直接应用于任意电平逆变器系统中.结合3电平H桥级联拓扑开展了仿真和实验研究,仿真和实验结果证明了方法的有效性.     

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.     

一种基于两电平的5电平空间矢量调制算法

多电平逆变器被广泛地应用于高压大功率工业领域,但是随着电平级数的增加,其空间矢量调制算法(SVPWM)也越来越复杂.研究一种基于两电平的新型5电平SVPWM算法,该算法易于确定参考矢量的位置及其作用时间.以5电平NPC/H逆变器为例解释该算法,该算法可以非常容易地推广到更多电平级数的逆变器中.最后,实验波形验证了该算法的正确性.     

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.     

一种三电平SVPWM算法及其DSP的实现

在传统三电平SVPWM算法中,计算各基本矢量的占空比常常涉及到三角函数或查表计算,从而耗费大量的控制器资源.分析了一种新型的多电平SVPWM算法,它从矢量合成的角度发展而来,通过选择合适的坐标系,可以方便地识别出合成参考矢量所需的矢量,并直接计算它们的作用时间,而无需复杂的扇区判断或查表运算.使用DSP实现了该算法,实验结果验证了该算法的有效性.     

一种新型多电平逆变器参考电压矢量分解算法

为解决传统两电平空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)算法推广应用于多电平时,计算量大、实时性差的问题,以中点钳位(NPC)H桥5电平逆变器为例,提出一种基于αβ坐标系的新型参考电压矢量分解SVPWM算法。该算法直接将5电平矢量分解为两电平,避免了先将5电平转化为3电平,再将3电平转化为两电平的繁琐过程,使总体计算量大为减少,提高了实时性,易于向更高电平推广。仿真与实验结果验证了所提算法的有效性。     

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。     

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.     

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。     

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...     

基于第一扇区的两电平SVPWM算法及仿真

根据成熟的两电平SVPWM算法,提出了一种基于第一扇区的两电平SVPWM算法。该算法通过角度变换,将任意扇区的参考矢量变换到第一扇区,通过第一扇区的矢量时间计算公式,求出角度变换前参考矢量所在扇区的相关矢量的作用时间,进而运用原有两电平的算法计算出波形的占空比,然后将基本矢量状态转化为开关矢量状态,从而输出两电平SVPWM波形。最后,建模仿真结果证明了该算法的有效性。     

多电平变换器TCPWM算法研究

针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法运算量大的问题,提出一种输出波形质量与SVPWM算法完全等效的载波调制算法,无需进行识别扇区、计算有效时间和选择电压矢量,具有计算时间短、易于硬件实现等特点。给出了适用于任意奇数电平的统一的零序分量表达式,并将三电平载波脉宽调制(TCPWM)算法应用到有源中点箝位五电平(ANPC-5L)变换器中,通过实验证明了TCPWM算法的正确性。     

适用于中点钳位H桥五电平逆变器的快速SVPWM算法

针对传统多电平空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)计算量大的问题,提出一种适用于中点钳位(NPC)H桥五电平逆变器的快速SVPWM算法。首先分析了传统五电平SVPWM算法复杂度高的本质原因。在分析五电平空间矢量图的基础上,提出了一种新型扇区分割方案,将五电平空间矢量图等效为4个两电平空间矢量图的组合。相较于传统五电平SVPWM算法,新算法应用两电平SVPWM的方法完成运算,从而大幅降低了在参考矢量位置判断和基本矢量作用时间计算部分的计算量。最后搭建了三相NPC/H桥型五电平逆变器原理样机,实验结果表明,新算法的程序运行时间仅为传统算法的55.27%,且输出电压效果保持了与传统算法相同的优越性。     

60°坐标系下三电平逆变器SVPWM控制策略研究

为解决二极管箝位型三电平逆变器直角坐标系下SVPWM算法复杂、计算量大的问题,本文采用60°坐标系对控制算法进行了改进。建立g-h坐标系,分析了参考矢量与空间坐标的关系,提出了参考电压矢量标幺变换的算法,简化了判断扇区方法,计算第Ⅰ扇区电压矢量的作用时间;建立了系统旋转模型,将其他扇区电压矢量对应到第Ⅰ扇区,直接读取矢量作用时间,简化了运算流程,避免了进行大量的三角函数运算。Matlab仿真和实验结果验证了本方法的可行性。     

二极管箝位五电平变换器的直流均压SVPWM快速算法

提出一种适用于二极管箝位多电平变换器的均压多电平SVPWM快速算法,该算法在α′β′坐标系下将多电平SVPWM算法中的参考矢量变换、顶点坐标计算、矢量判区和作用时间计算等分解为快速简单的计算,继而通过遍历所有冗余开关矢量,预测下一开关周期内冗余开关矢量对直流电容电压的影响,选择输出可使直流电容电压回归均衡值能力最强的最优开关矢量。仿真结果比较了传统PWM算法和所提均压多电平SVPWM算法,验证了所提算法的有效性。最后设计了基于可编程逻辑器件的SVPWM算法的控制核心,通过小容量实验系统研究验证了所提算法良好的动静态性能。     

基于DSP-CPLD的三电平SVPWM发生器设计

分析了三电平SVPWM发生器中所使用单片DSP的缺点,研究了基于DSP-CPLD组合的三电平SVPWM发生器.该矢量发牛器采用一种三电平参考电压分解的空间矢量简化算法,使计算得到简化.设计了基于DSP-CPLD的三电平矢量发生器,它能够节省DSP芯片资源,并使三相PWM波实现同步输出.仿真和实验验证了该三电平矢量发生器的可行性和简易性.     

一种适用于任意电平数三相级联H桥变换器的简化多电平SVPWM算法

针对三相级联H桥变换器,该文对其工作原理进行详细分析,将每一级三相H桥等效为三相三电平变换器,给出了一种扩展性较强且计算复杂度较低的简化空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法。该算法将多电平SVPWM简化为三电平SVPWM,进一步利用三电平空间电压矢量图的几何对称性,将三电平空间矢量的计算集中在一个扇区内完成。根据该简化算法,该文在单片现场可编程门阵列(FPGA)上实现三相五电平与七电平空间矢量脉宽调制。实验结果验证了该算法的正确性与可行性。     

基于DSP控制的60°坐标系下三电平逆变器SVPWM的研究

针对传统的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,并且用简单的加减运算就可以得到基本矢量作用时间,能够极大简化SVPWM的运算。DSP的实验结果表明了这种基于60°坐标系的三电平逆变器SVPWM算法的正确性。     

一种新型级联多电平单相空间矢量调制研究

采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的级联H桥多电平逆变器,由于电压矢量数目过多,导致PWM发波时间计算困难及电压矢量选择复杂。对此研究了一种优化单相空间矢量级联多电平控制算法,将二维坐标空间矢量映射到一维坐标轴上,并根据对称原则选择扇区矢量,减少级联单元输出功率不平衡率,计算结果表明采用新的SVPWM算法可实现功率单元均衡输出。实验结果表明,所研究的算法实现了单相级联多电平SVPWM的简化,输出电压波形畸变率较小。