PWM_ON_PWM调制方式的无刷直流电机转子位置检测方法

针对无刷直流电机(BLDCM)转子位置检测问题,提出一种基于PWM_ON_PWM调制方式的无位置传感器控制方法。该方法直接从三相端电压经过运放电路处理的合成电压中提取反电动势(BEMF)信号,避免了传统方法低通滤波电路带来的相移问题。结合已有的从线电压差值中提取反电动势信号检测转子位置方法的特点,通过不同转速区间两种方法的切换,实现了从低速区到中高速区宽转速范围的电机转子位置稳定检测,同时避免了线电压差值检测法在高速区因检测信号幅值过大带来的问题。仿真和实验结果验证了该方法可以在较宽速度范围实现位置检测,没有传统低通滤波电路带来的相移问题,而且具备了PWM_ON_PWM调制方式消除非导通相续流、开关损耗小等优点。     

双输入Buck变换器的交错双沿调制方法

在多种新能源联合供电系统中,采用多输入直流变换器代替多个单输入直流变换器,能够简化电路结构,降低系统成本。本文首先分析双输入Buck变换器的输入输出关系,它只决定于两只开关管的占空比,而与驱动信号的相位无关。本文分析两只开关管的驱动信号之间的相位差与电感电流纹波的关系,提出一种交错双沿调制方法,它使得电感电流纹波最小,由此可以提高变换器的动态响应速度和功率密度。在实验室完成了一个400W的原理样机,验证了交错双沿调制方法的有效性     

双输入Buck变换器的交错双沿调制方法

在多种新能源联合供电系统中,采用多输入直流变换器代替多个单输入直流变换器,能够简化电路结构,降低系统成本.首先分析了双输入Buck变换器的输入输出关系,它只决定于两只开关管的占空比,而与驱动信号的相位无关.然后分析了两只开关管的驱动信号之间的相位差与电感电流纹波的关系,采用交错双沿调制方法,使得电感电流纹波最小,由此可以提高变换器的动态响应速度和功率密度.搭建了一个400W的原理样机,实验结果验证了交错双沿调制方法的有效性.     

单极性移相控制矩阵式高频链逆变器控制方法

提出了一种针对矩阵变换器的新型控制策略。通过将常规的SPWM波进行软化处理后,引入脉冲密度调制方式将软化的SPWM波与逆变桥生成的高频正负脉冲进行同步,对同步后的双极性高频脉冲信号分别进行正负极性调制,对调制后生成的软化同步高频脉冲信号进行逻辑处理后作为矩阵变换器功率开关管的驱动信号。此驱动信号可使矩阵变换器的开关管在移相全桥电路生成的电压凹槽处换相,实现了零电压换相。利用Saber软件对电路进行了仿真研究,仿真结果验证了该控制策略的可行性。     

基于AC/AC变换理论的感应加热电源研究

针对谐振型感应加热电源前端输入电流谐波含量较高的现状,提出采用三相-单相矩阵变换器直接驱动串联谐振电路的新拓扑。基于变换器的基本调制律,提出改善变换器输入电流谐波状况的电流分配律,并给出3种具体的调制策略。仿真及试验结果验证了新拓扑及其调制策略的正确性和可行性。     

BLDCM高频链驱动器的三三换相信号构造及运行

为克服传统非隔离型三相逆变器驱动无刷直流电机(BLDCM)三三导通运行时潜在的桥臂直通短路问题,研究了高频链矩阵式逆变器驱动BLDCM三三导通控制,采用基于方波的解结耦调制实现了矩阵变换器的安全换流。针对三三导通换相信号与霍尔位置信号跳变沿不重合,不能直接通过霍尔位置信号提供换相信号的问题,提出了通过对霍尔位置信号六倍频获得三三导通换相信号的构造方法。分析了高频链矩阵式逆变器在一个扇区内的工作模态,阐述了新型换相信号构造原理,在Matlab/Simulink仿真的基础上进行了实验验证。     

电容箝位五电平H桥变换器拓扑及调制策略

在电容箝位三电平电路基础上,借鉴常规H桥级联电路结构,构建了电容箝位五电平H桥变换器,对该变换器拓扑结构采用梯形波脉冲宽度调制策略,即将单个三角载波信号与多个梯形波调制信号进行规则对称采样的方法进行控制。与其他常用脉冲宽度调制方法相比,该调制方法下的输出基波电压幅值更高。仿真结果表明,该拓扑结构和控制策略是可行的。     

基于能量单元法的无刷直流电机导通区转矩脉动

在对无刷直流电机(BLDCM)非导通相二极管续流进行分析的基础上,利用能量单元法对非换相期间(导通区)电磁转矩脉动进行量化分析,推导出了PWM调制方式下导通区转矩脉动计算的公式。结合混合动力电力驱动的电路结构,采用了在三相逆变桥入端加上双向直流变换器的驱动拓扑结构与相应的控制策略,消除了BLDCM在导通区内非导通相的续流现象,从而抑制了导通区内的电磁转矩脉动。实验结果验证了该方法的有效性,提高了BLDCM在混合动力车中的应用精度。     

基于矩阵式变换器的异步电机电流滞环跟踪矢量控制

采用混合控制策略将矩阵式变换器用于驱动和控制异步电机。将矩阵式变换器等效为虚拟交-直-交变换,对其虚拟整流侧采用空间矢量调制方法,对其虚拟逆变侧则采用电流滞环跟踪矢量调制,最后通过开关译码得到矩阵变换器的9个开关管的控制信号。仿真结果验证了控制方法的可行性和有效性:调速系统具有较好的动态特性,电网输入端功率因数为1。     

矩阵变换器直接开关函数调制策略的研究

对矩阵变换器开关器件调制策略的研究，提出了基于直接开关函数调制策略实现矩阵变换器功率器件控制信号的原理；建立了输入侧滤波器的仿真模块，以改善矩阵变换器输入侧的电流波形；建立了离散化的开关函数仿真模块，以适用于数字仿真和工程试验；建立了开关信号发生仿真模块，以实现功率器件控制信号的输出；将各个仿真模块进行组合得到矩阵变换器的整个仿真模型。然后通过Matlab／Simulink软件仿真，给出了主要的仿真波形。仿真的结果表明该矩阵变换器采用直接开关函数的调制策略是切实可行的，该调制策略不仅使功率器件控制信号的方法具有清晰易懂、简单有效的优点，而且实现了矩阵变换器良好的输入输出电气特性。     

高速磁隔离驱动及保护信号双向传输设计

分析了脉冲变压器磁隔离驱动的技术特点,对磁隔离驱动信号传输技术原理进行了分析研究,分别设计了共享磁隔离变压器的同步脉冲群调制解调正向和故障保护信号反向传输电路,同步脉冲群调制电路能够快速对误动作进行恢复且脉冲宽度可调,故障保护的反馈设计可以在驱动电路发生故障时及时停止输出,并将故障信号返回到输入端,封锁驱动信号.对整个电路的设计进行了理论分析、仿真和样机电路制作,该磁隔离驱动电路经绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动实验,可以可靠实现驱动和故障信号双向传输.     

基于矩阵式变换器的异步电机电流滞环跟踪矢量控制

采用混合控制策略将矩阵式变换器用于驱动和控制异步电机。将矩阵式变换器等效为虚拟交一直一交变换，对其虚拟整流侧采用空间矢量调制方法，对其虚拟逆变侧则采用电流滞环跟踪矢量调制，最后通过开关译码得到矩阵变换器的9个开关管的控制信号。仿真结果验证了控制方法的可行性和有效性：调速系统具有较好的动态特性，电网输入端功率因数为1。     

基于双H桥变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制方法

针对无刷直流电机(BLDCM)的换相转矩脉动问题,提出了一种基于双H桥变换器的BLDCM转矩脉动抑制方法。通过双H桥变换器电路产生补偿或抵消电流,减小非换相相电流的波动,从而达到抑制BLDCM转矩脉动的目的。在MATLAB/Simulink下构建了BLDCM转矩脉动仿真模型并进行对比仿真,与传统PID控制方法相比,该方法非换相相电流波动在高、低速下分别降低了约70%和40%,平衡后的转矩波动降低了约80%。结果表明:所提方法对于BLDCM在高稳定度和高精度要求领域中的应用具有重要价值。     

混沌调制技术降低Buck型变换器电磁干扰水平研究

随机开关调制技术可以降低开关模式电源电磁干扰 (EMI)水平。混沌信号具有内在的随机性。本文将著名“蔡氏电路”产生的混沌信号经处理后 ,用于Buck型变换器开关的调制控制 ,使其工作在基于混沌的随机模式。通过对四种调制模式下变换器输入电流与周期PWM模式下输入电流频谱的分析比较表明 ,混沌调制技术在扩展频谱方面有良好的效果 ,可以用于降低开关模式电源的电磁干扰水平 ,改善电磁兼容性 (EMC)。     

用逻辑信号直接驱动直流电力控制SSR的新技术

提出一种只要用逻辑信号就能直接控制直流电力控制固态继电器(SSR)的新技术;其特征是不要外接偏置电压源,而由一个特殊隔离变换器将输入逻辑信号变换为能快速开通或关断IGBT模块的驱动电力.该变换器首先对输入导通信号进行短时的累积储能以达到足够的电能,然后释放为模块的驱动电力,从而实现用信号线就能直接控制SSR的先进控制方式.结合此技术,还提出了关断缓冲电容器能量的自动放电复位电路.文中给出了新技术的基本电路结构与设计方法;对电路的工作原理进行了理论分析.对电路进行的仿真研究与实验测试,均表明该技术可行且性能优良.     

宽输入电压的双向DC/DC变换器的研究

为了适应不同光伏发电储能系统直流母线电压,扩宽输入电压范围,设计了一种宽输入电压的双向DC/DC 变换器.该变换器采用级联式拓扑结构,前级由四开关Buck-Boost变换电路构成, 采用脉冲宽度调制的控制策略, 后级由L-LLC谐振变换电路构成,采用脉冲频率调制的控制策略,通过调节前级变换电路的占空比和后级变换电路 的开关频率,达到扩宽输入电压范围的目的.仿真结果表明, 所提出的双向DC/DC变换器的输入电压变化范围为 100~1000V,并具有良好的稳压效果.     

基于PARK变换的空间矢量调制矩阵变换器的暂态分析

将ＰＡＲＫ变换引入到空间矢量调制矩阵变换器中,建立了矩阵变换器的线性定常电路模型。借助电路分析理论,分析了空间矢量调制矩阵变换器的暂态响应特性与输入滤波器参数的关系。仿真结果表明了这种等效变换分析法的实用性。     

基于Zeta变换器的LED驱动电路

提出了一种基于Zeta变换器的恒流输出电路作为高亮度白光LED灯的驱动方案。主电路结构在Zeta变换器的基础上进行了改进,采用固定导通时间控制策略,结构简单,无需补偿电路,动态响应速度快。分析了变换器工作方式,推导了变换器的稳态与小信号模型,对控制环路进行了理论分析,运用PSIM软件对系统闭环进行了仿真验证。     

基于Saber的三相Vienna双环仿真研究

针对三相Vienna拓扑工作模态多,且变化多样、控制复杂、设计困难的问题,分析了一种三相六开关Vienna变换器,实现电路的功率因数校正和输出稳压控制.介绍了三相六开关变换器的结构组成和工作原理,推导出变换器在d-q坐标系下的数学模型和小信号等效电路,分析出变换器SVPWM调制原理与发波方式.选用经典PI算法作为电压外环和电流内环的主要控制策略,并详述控制器的设计过程.利用Saber软件对电路进行仿真试验,结果表明输入电流能够完全跟随输入电压波动,实现了功率因数校正,且输出动态响应迅速,输出电压误差率低.     

三电平直流变换器的交错式PWM方法

三电平结构可将开关管的电压应力箝位于输入电压的一半,因此在高输入电压场合得到了广泛应用。为保证三电平变换器的正常运行,输入分压电容和隔直电容上的电压必须基本平衡,而实际电路中驱动电路延时不一致等问题可能导致电压失衡。本文提出了一种具有更强均压能力的脉冲宽度调制PWM(pulse width modulation)方法 ,该方法通过交错使用两种传统的PWM方法实现。交错式PWM方法将隔直电容电压与输入分压电容电压解耦,同时保证前者一直维持在理想值附近,大大简化了采样电路和均压策略,因此只需要调节驱动信号间的相位差便可以实现电压平衡。实验结果验证了所提调制方法和均压策略的有效性。