逆变器死区非线性分析与在线补偿

在伺服控制系统中,受逆变器死区效应的影响,输出电流存在畸变,使得系统性能降低.针对此问题,在分析了死区非线性误差的基础上,提出了一种在线死区补偿方法,利用相邻两个采样周期死区幅值变化缓慢的特点,估计出下一时刻的死区误差电压进行补偿,该方法不依赖电流的极性检测,不需要额外的硬件电路支持,算法简单有效,且能够针对死区的非线性误差补偿.仿真和实验结果表明,该方法能够有效地降低输出电流谐波分量,改善波形的正弦性,相比传统离线补偿方法,具有更好的补偿效果.     

空间矢量PWM逆变器死区效应分析与补偿方法

针对电压源型空间矢量脉宽调制逆变器的死区效应，提出了一种根据电流矢量判断电流极性的死区补偿方法．分析了因死区时间、功率器件导通关断时间引起的误差电压矢量，在不同的电压矢量扇区内根据电流极性的不同，通过矢量合成的方法得出了误差电压矢量的幅值，给出了该矢量和三相电流极性的对应关系，并在静止参考轴系内完成了补偿算法.结果表明，死区效应引起了逆变器输出电压波形畸变，引起了电机电流波形畸变和转矩脉动.该补偿方法能有效改善电机导流波形，提高了逆变器的输出性能．     

基于卡尔曼滤波的PMSM 驱动器死区补偿

针对矢量控制永磁同步电机驱动器, 提出了一种基于卡尔曼滤波的在线死区补偿方法.通过 分析功率器件的通态压降及死区对逆变器输出相电压的影响, 给出了死区补偿时间和死区补偿电 压的表达式.采用卡尔曼滤波器在线估计两相旋转坐标系中q 轴扰动电压, 进而计算出死区补偿时 间和三相死区补偿电压, 最后将各相死区补偿电压与参考电压相加对逆变器死区进行补偿.仿真结 果表明:该方法能够较好地消除零电流钳位现象, 有效地降低输出电流的脉动.     

基于DSP的全数字化预测电流控制系统

提出了一种永磁同步电机的全数字化预测电流控制方案.为了选择合适的电压空间矢量,实现电流跟踪控制,以固定频率采样定子电流,按电机模型计算出下一采样时刻逆变器的最优控制电压矢量,从而控制下一时刻实际定子电流去追踪下一时刻参考电流.作者对电流跟踪性能作了深入地分析和仿真研究,并进行了初步实验.研究结果表明,该系统具有良好的静态、动态性能,非常适用于全数字化高精度交流伺服系统.     

逆变器死区时间对异步电机转矩脉动影响及削弱办法

建立了考虑逆变器死区时间的异步电动机系统整体数学模型，研究逆变器死区时间对系统转矩脉动的影响。在分析常用死区补偿法的基础上，采用脉冲为基础的死区时间补偿法对死区进行补偿，可以有效达到削弱转矩脉动，改善异步电动机系统运行质量的目的．     

一种改善逆变器输出波形的方法

分析了逆变过程中死区形成的原因及对逆变后系统输出电压和输出电流性能的影响,并利用结合空间电压矢量脉冲调制法（SVPWM）原理而提出的十二矢量法对死区效应进行分析。最后在600W小型风力发电系统平台上进行了简单的实验并得到实验结果。结果表明：该方法可以控制死区时间,有效改善逆变器输出电压波形,在风力发电系统逆变器的应用中有较好的效果。     

基于DSP的PMSM系统的预测控制研究

研究了一种基于TMS320LF2407A为控制芯片的永磁同步电机(PMSM)调速系统,分析了其控制策略.将预测控制方法应用于PMSM的闭环控制,以固定频率采样定子电流,按电机模型计算出下一采样时刻逆变器的最优控制电压矢量,从而通过预测下一时刻实际定子电流去追踪下一时刻参考电流.与现有预测控制方法相比,该方法具有对PMSM模型的精度要求低、系统算法简单和鲁棒性强的特点.     

H桥级联STATCOM自适应死区补偿方法

为消除死区效应对H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)输出电压及电流的影响,提出一种新的死区补偿方法.根据离散扰动观测器的工作原理,设计相应的观测器,对由于死区效应引起的STATCOM输出电压与参考电压的差值进行实时在线观测,并将观测到的差值作为补偿量,引入到无差拍控制系统中,实现对死区的自适应补偿.仿真与实验结果表明,该方法可以有效地提高死区补偿效果,消除零点电流箝位现象,降低STATCOM输出电流的谐波含量.     

一种新颖的SVPWM死区补偿方法

三相电压源型逆变器的死区时间效应可能会导致电压损失,电流波形畸变和转矩脉动.为了改善电流波形,减少转矩脉动,详细分析了死区时间对输出电压的影响,并提出了SVPWM死区时间的补偿方法.该方法通过改变传统的180°导通模式为120°加180°轮流导通模式,由于交替使用两种导通方法,死区时间的影响可以减少到零.与传统的SVPWM技术相比,所设计方法实现简单,只需要修改部分软件程序,并通过仿真和实验结果验证了其正确性和算法的可行性.     

异步电机瞬态激励无传感器磁场定向控制研究

在分析异步电动机瞬态激励数学模型的基础上,提出电流瞬态响应二次测量结果相叠加获得转子位置信息的技术.该技术利用电压源逆变器产生的驱动信号作为激励信号,通过检测PWM逆变器馈电时电机绕组电流瞬态变化来辨识静止状态到较高速时的电机转子信息.采用仿真手段分析逆变器死区时间及电子元件压降的影响,并给出了相应的补偿方式,边界条件为:电机理想对称,逆变器为理想状态.仿真研究表明:由于死区时间t0的影响,电流瞬态响应发生变化,导致工作点漂移.针对3kW/380V/50Hz异步电机进行了实验,实测结果验证了该方法实现无传感器磁场定向控制转子位置检测的可行性和优越性.     

三电平逆变器SVPWM控制算法的研究

首先简介三电平逆变器的工作原理,然后给出SVPWM控制的算法,最后分析中点电位不平衡对电压空间矢量造成的影响,并对SVPWM的算法进行改进,实现对电压空间矢量的补偿控制。     

容错型牵引电机驱动系统的间接定子量控制

针对基于三相四开关容错逆变器的电力牵引传动系统,提出牵引电机的间接定子量控制方案.采用间接定子量算法生成参考电压矢量,以固定逆变器开关频率和减小电磁转矩脉动;通过含有饱和限幅环节的改进型磁链观测器抑制定子磁链的积分漂移.针对三相四开关空间电压矢量的特殊性,给出了容错逆变器SVPWM调制算法;考虑到容错逆变器直流侧电容中点电压不平衡的问题,建立了中点电压补偿模型,提出了一种基于PID调节器的补偿方案.通过MATLAB/Simulink仿真实验证明了所设计的基于三相四开关容错逆变器的牵引电机间接定子量控制方案的可行性和有效性.     

Quasi-Z源逆变器特性及空间电压矢量调制研究

为了改善Z源逆变器性能以满足不同的应用,利用小信号模型分析了Quasi-Z源逆变器电容、电感参数变化对系统动态响应的影响。研究了直通零矢量被平均分成4段(SVPWM4)和6段(SVPWM6)的空间电压矢量调制策略,对比分析了两种矢量调制方法对Quasi-Z最大直通占空比、最大升压系数、最大电压增益性能等指标的影响。相比SVPWM6,SVPWM4可插入的直通零矢量能达到最大,开关电压应力小,最大电感电流纹波低,性能指标更优。最后通过仿真验证了理论分析的正确性。     

考虑电压饱和的内置式永磁同步电机弱磁控制研究

电流控制器是内置式永磁同步电机驱动控制系统的核心部件,弱磁控制是保证永磁同步电机高速运行的重要手段,二者对提高系统性能起着关键性作用。将内置式永磁同步电机的弱磁控制算法与电流控制器的电压饱和现象进行综合考虑,设计了一种基于SVPWM的抗电压饱和的弱磁控制算法。该算法利用逆变器电压空间矢量控制的输入与输出的电压差对控制系统中的d轴电流进行调节,在实现弱磁控制的同时,有效抑制了电流控制器的电压饱和,提高了其动态响应能力。与常规弱磁算法的对比研究还表明,由于该算法扩大了逆变器直流侧电压的利用率,从而有效提高了恒功率区的转矩输出能力。     

一种非正交坐标系下N电平逆变器SVPWM的研究

提出了一种 坐标系统,基于此坐标系,得到一种新的简化算法。对于任意阶电平数的逆变器而言,这种算法能够方便地判断出参考空间矢量所落入的扇区,非常容易地进行矢量的合成运算。最后提出和论证了 SVPWM 实质上是一种基于线电压的 PWM 技术。     

基于DSP的空间矢量脉宽调制(SVPWM)的实现

根据电机的基本理论,详细分析了空间矢量的基本原理,提出了一种简单的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)方法.该方法根据α-β复空间中的状态开关矢量,直接合成参考电压空间矢量,进行相关矢量作用时间的求取.计算量适中,实时性好,逆变器输出电流谐波小,电机转矩脉动小.本算法应用于以TMS320LF2407A为核心的感应电机变频调速系统中,实验结果表明,采用SVPWM技术的感应电动机变频调速系统实现简单,性能优越,改善了电机的运行品质,提高了逆变器的母线电压利用率.     

三电平逆变器系统仿真

针对三电平逆变器控制策略复杂以及存在中点电位不平衡的问题,对其电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）原理进行了研究。采用了一种新的方法———首发矢量为正小矢量的SVPWM算法,将所有扇区都变换到第一扇区,简化了控制算法,给出了第一扇区各个小区间的判断规则,推导了合成参考电压矢量的各个基本电压矢量的作用时间,并介绍了SVPWM信号的产生方法。采取了一种新的控制策略———改变小矢量作用时间的方法解决了中点电位不平衡问题。此外,对系统进行了MATLAB仿真,证实了采取SVPWM算法的有效性和控制策略的优越性。     

空间电压矢量脉宽调制技术中零矢量调制的算法研究与FPGA实现

在现代交流电机控制技术中,空间矢量脉宽调制（SVPWM）以其较高的直流电压利用率、较低的开关次数以及较少的谐波分量获得了越来越多的应用.为了能够将算法实现与工程实际更好地结合,本文提出了一种基于FPGA与DSP协同工作的SVPWM的FPGA解决方案.通过改变传统的SVPWM中零矢量的调制手段,在考虑IGBT工作频率的情况下,使得控制器能够自适应地调节零矢量的分配方式,同时谐波分量没有明显的增大.本文也介绍了这种新方法的FP-GA实现以及优化,使得整个方案在6000门以内的FPGA中得以实现.     

内置式永磁同步电机磁路饱和特性分析与补偿的研究

分析了磁路饱和对内置式永磁同步电机(IPMSM)及其控制系统性能的影响。建立了考虑磁路饱和的电流控制算法,分别分析了磁路饱和在恒转矩和恒功率范围内对电机输出特性的影响。基于SVPWM控制方式和电流解耦控制原理,利用MATLAB仿真工具建立具有磁路饱和特性的内置式永磁同步电机模型及其磁路饱和影响补偿的调速系统模型,实现了系统仿真。仿真结果表明磁路饱和补偿的调速系统提高了输出转矩,拓宽了弱磁区的速度范围,且有效提高调速系统的跟随性,鲁棒性和精确度。