空间矢量脉宽调制仿真及其谐波分析

在深入分析空间矢量脉宽调制机理的基础上,通过SIMULINK给出了其仿真波形 ,重点对SVPWM的仿真结果进行了谐波分析 ,得到了SVPWM谐波分布的主要特点及影响其谐波分布的几个主要因素 ,为更有效消除SVPWM谐波污染提供了理论基础和指导     

空间矢量PWM谐波分析及其对电机转矩的影响

从SVPWM(空间矢量PWM)波产生的机理出发 ,通过仿真研究了三种主要逼近方法下的SVPWM波谱的谐波分布和相应逆变器产生电压的谐波分布情况 ,并总结出了各自的优缺点。基于仿真研究还分析了谐波对交流感应电机电磁转矩的影响 ,并提出了消除谐波影响的新思路     

离散随机SVPWM中概率密度函数的表征与选择

针对连续随机空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)技术在永磁同步电机驱动系统中对高度集中的PWM谐波能量分散效果不理想问题，提出一种基于Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术。首先，基于调制理论分析传统SVPWM技术的开关函数与电压PWM谐波之间的内在联系，并根据开关函数中调制参数的组合形式不同对随机SVPWM技术进行分类。然后，从预定义的离散序列中随机选择开关频率因子和脉冲位置因子以实现开关函数中开关频率和脉冲位置的离散随机化，同时基于Beta分布和均匀分布对离散随机序列进行优化，以改善离散随机SVPWM技术的PWM谐波抑制效果，使得频域中的谐波能量分散到更多频率分量处。通过实验平台测试，结果显示基于Beta分布的离散双随机调制技术相较于传统随机脉宽调制技术谐波峰值降低了53%,表明引入Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术具有更优的谐波散射效果，同时还具有与传统SVPWM技术相当的驱动效率。     

三电平SVPWM控制技术在船舶推进系统中的应用

两电平SVPWM(空间矢量脉宽调制)控制技术在电机调速系统中得到了广泛的应用,这种控制技术下的输出电压在开关频率整数倍处会产生幅值较高的谐波,是电机产生电磁噪声的主要来源。为了使输入电机的电流谐波得到抑制,首先对三电平SVPWM控制技术与两电平SVPWM控制技术进行分析比较,建立了基于Matlab两种拓扑的系统仿真模型,并在模型的基础上对不同电路拓扑的电流谐波进行仿真分析和试验验证,验证了三电平SVPWM技术在减振降噪方面的有效性,并在船舶推进系统中得到了应用。     

并联型电能质量控制器的SVPWM控制

空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)与传统的控制方式相比具有谐波畸变小,易于数字化控制的优点。为了验证SVPWM在并联型电能质量控制器(SPQC)的控制效果,在详细论述了SVPWM的原理的基础上,通过简单快速算法将SVPWM控制技术引入到SPQC中,在MATLAB环境下对基于该控制算法的SPQC进行了建模仿真。理论分析及仿真结果均表明通过SVPWM控制可以实现补偿电流对指令电流的跟踪,有效降低谐波畸变率,证明了SVPWM控制技术应用于SPQC的正确性和可行性。     

SVPWM逆变器谐波数值分析

本文对SVPWM输出电压谐波作了数值分析,研究了在全电压范围内谐波分布情况、数值大小以及随调制度M的变化趋势,并与SPWM进行对比。结果表明,SVPWM的谐波分量相对较多,在全电压范围内与同次的SPWM谐波分量在数值及变化特征方面均有不同。在相同载波比N条件下,当M0.35时,SVPWM的电流畸变率THDi值较大;当调制度M≥0.35时,SVPWM的THDi值低于SPWM。搭建了TMS320F2812的DSP为控制核心的硬件实验平台,所得SVPWM谐波实测结果与计算值相吻合,为客观评估SVPWM技术性能及消除谐波提供了依据。     

基于双馈风力发电机变流器的谐波分析

由于引入了变流器等电力电子装置,变速恒频双馈风力发电系统输出的电流中含有大量谐波,分析双馈风力发电机的谐波特性并减少其谐波含量,对风电并网具有重要意义.介绍了双馈电机的基波和谐波等效电路,在此基础上提出了双馈风力发电机转子侧变流器谐波分析方法,并用一台i.5 MW双馈电机进行了仿真验证.对电压空间矢量脉宽调制( SVPWM)的三种调制方式进行了研究,在1.5 MW双馈风力发电机满载和半载两种工况的仿真下,分析比较了SVPWM三种调制方式下的谐波情况,仿真结果表明采用七段式调制方式合成SVPWM时,双馈电机谐波含量最小.     

RSVPWM技术在船舶推进系统中的应用研究

固定开关频率空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略在电机调速系统中得到了广泛应用。该控制策略下的输出电压在开关频率整数倍处会产生幅值较高的谐波,是电机产生电磁噪声的主要来源。引入随机函数,采用随机开关频率SVPWM(RSVPWM)控制,可将原来集中于开关频率整数倍处的谐波能量明显减小,并且可使谐波能量较均匀地分布在尽可能宽的频带上,从而达到降低电机电磁噪声和振动的目的。通过仿真分析及振动测试数据,验证了BSVPWM控制方法在减振降噪方面的有效性,并在船舶推进系统中得到了应用。     

基于SVPWM的时间谐波对永磁电机损耗的影响

针对在变频器驱动永磁电机因时间谐波引起的附加谐波损耗大小及分布问题,对基于SVPWM变频器电路输出的电流波形,采用傅里叶计算方法,分析不同变频器参数下的各次电流时间谐波分布规律及波形畸变程度,与SPWM对比发现SVPWM优化谐波程度高,且直流母线电压利用率较优。以一台5kW、3000r/min表面式永磁同步电动机为例,运用场路耦合联合仿真方法,研究附加谐波损耗在永磁电机中的分布特性,计算电机定子铁心各区域的磁通密度变化情况,附加谐波损耗以永磁体涡流损耗为主,其次集中于定子齿顶。参考电机损耗计算的国家标准搭建样机试验平台,通过有限元计算与试验结果的对比分析,校核附加谐波损耗计算结果。     

基于空间解耦SVPWM7相感应电机调速系统

基于多相系统空间解耦模型,构建了7相感应电机模型;针对谐波问题,通过调整矢量作用顺序和时间,提出了A、B两种SVPWM调制方法;A法为尽量减小3次谐波子空间合成矢量的消除了3次谐波的SVP-WM,B法为同时减小3次和5次谐波子空间合成矢量的消除3次和5次谐波的SVPWM;在对7相感应电机仿真分析基础上,设计并实现了以TMS320F28335为控制核心的7相感应电机调速平台,仿真和试验结果验证了电机模型及SVPWM算法的正确性和有效性。     

谐波电流对混合式步进电动机中频振荡的影响

研究了五相混合式进步电动机在振荡状态下的谐波电磁转矩。通过分析３次谐波电流对谐波电磁转矩的影响,提出了有利于抑制电机中频振荡的相电流波形,并给出了实现方法。实验结果表明,以不同相电流波形驱动的五相式步进电动机同,其中频振荡特性也不同。     

Synthesis of LV load models for MV networks fast transient studies

This paper presents two techniques to obtain LV load models adapted for fast transient studies in MV networks. The first LV load model is based on CIGRE recommendations for harmonic impedance calculus while the second LV load model follows the analysis of the recorded waveforms in time and frequency domains. The results of the proposed models in ATP-EMTP environment are verified against the measured voltage and current waveforms.     

级联型多电平逆变器最小总谐波失真阶梯调制策略研究

为了降低级联型多电平逆变器的输出电压谐波分量,提出了一种新颖的基于KKT条件最优化方法的阶梯调制策略。利用KKT条件法,经过严格的数学推导,得到相应的导通角计算方法,所提出的阶梯调制策略能够在任意调制系数下最小化阶梯波输出的总谐波失真(THD)。另外利用牛顿-拉普逊迭代法来求取上述导通角计算中的关键参数。为了克服牛顿—拉普逊迭代法计算速度慢的缺点,提出了幂函数逼近法来简化计算复杂度。最后,对上述方法进行了仿真分析,得到了固定和可变调制系数下的级联逆变器输出电压波形和其频谱分布。仿真结果证实了调制策略的有效性。     

基于PSCAD/EMTDC的谐波仿真分析

在电力系统中,仿真是分析复杂电路的有效手段。尤其在谐波研究领域,无论是抑制谐波或是预测谐波源,对线路的精确仿真分析都是必不可少的。首先介绍了谐波源和谐波分析的基本原理,用PSCAD/EMTDC软件建立对电网危害较大的典型换流装置以及实际线路的仿真模型。通过理论、仿真和实际三者的比较分析,验证了该软件及所建立的仿真模型能较好地模拟谐波源电路,在谐波分析、谐波预测及谐波治理等方面均有很好的应用价值。     

Power quality and harmonic distortion on distribution systems

With the increase of nonlinear loads on utility distribution systems, the voltage and current waveforms are becoming more distorted and the power quality is deteriorating. Since this is becoming a wide spread problem today, and new, more strict, distortion guidelines are under development, utility engineers are having to deal with analyzing and planning for the control of the distortion. This paper introduces some common harmonic analysis techniques and applies them to voltage waveforms recorded on a typical REA transmission and distribution system     

基于波形相似的谐波及无功电流检测

非线性负荷所产生的谐波对电网造成了极大的危害,本文分析了现有的谐波及无功电流检测方法,从最小能量损耗的分析入手,得到了与之密切相关的电压和电流的波形所满足的条件,并以电压和电流的最小能量误差为判据,提出了一种基于波形相似理论的谐波及无功电流检测方法。通过PSCAD仿真验证了该检测方法的有效性和正确性。     

有源电力滤波器稳态和动态特性分析

文中对有源电力滤波器(active power filter,APF)的多种拓扑结构和多种控制策略进行了分析研究,以控制负载谐波电流、电网谐波电流、滤波支路谐波电流、负载谐波电压4种基本控制策略为基础,对并联混合型APF、串联混合型APF以及APF与PF(power filter,PF)串联后并入电网等几种典型的APF结构进行稳态和暂态分析,为合理选择APF结构及其控制策略提供理论依据。文中给出了APF工作在稳态和动态时实验波形,验证了理论分析的正确性,所得到的结论对APF的结构选择和实际应用具有一定的指导意义。     

基于二维调制的级联型整流器负载平衡度限制范围

级联型整流器运行时可能会出现负载不平衡的情况,负载平衡度超出一定范围时直流母线电压将无法保持平衡,此时由其合成的交流侧电压谐波分量增加,导致系统电流的谐波分量也相应增加。在对基于二维调制的平衡控制方式研究的基础上,对单相两级级联整流器的调制波形作深入分析,根据调制波形推导出使两桥直流母线电压能够保持平衡的负载平衡度限制范围。搭建基于Matlab/Simulink的仿真模型和基于RT-lab的半实物实时仿真实验平台,通过仿真和实验验证所作分析与结论的正确性,为无工频变压器级联式功率变换器的设计提供了理论依据。     

供电网典型非线性负载谐波特性分析

近年,供电网谐波污染问题逐步成为关注的焦点.介绍了工业、商业和市政服务领域的典型非线性负栽的谐波特性,建立电路模型.分析其工作原理.并利用仿真软件给出各种非线性负载输入侧电流波形及其频谱分析.结合现场调研测试,总结评估了典型非线性负载的谐波特性.并给出谐波治理的有效方案.     

Development of a Modulation Strategy for a PWM Inverter Drive

When induction motors are driven by electronic inverters, the applied voltage waveforms are quite nonsinusoidal. The fundamental component of the current is controlled by the load. The harmonic currents are limited principally by the motor leakage inductance and are independent of load. These harmonic currents can lead to increased motor heating and to increased peak currents. In addition, the modulation technique can give rise to problems in the control. An analysis method was developed to predict the performance of an induction motor in response to inverter waveforms. The correctness of the method was verified by comparison to measurements made on an operating system. This tool was then used to aid in the development of a modulation strategy, to accurately evaluate the motor heating problem and to analyze a new method of transitioning from pulsewidth modulation to square wave operation.