基于小波分析的优化PWM逆变系统控制

提出采用小波分析实现谐波电压和电流在线反馈跟踪,以谐波分量最小优化控制方式,使逆变器在整个输出频率范围内保持谐波最小的最佳工作.实验检测表明,在谐波最小情况下,全频率范围调节输出电流正弦度良好,电动机发热现象明显减小.     

基于小波分析的优化PWM逆变系统控制

提出采用小波分析实现谐波电压和电流在线反馈跟踪，以谐波分量最小优化控制方式，使逆变器在整个输出频率范围内保持谐波最小的最佳工作。实验检测表明，在谐波最小情况下，全频率范围调节输出电流正弦度良好，电动机发热现象明显减小。     

变频器谐波对电机效率的影响分析

随着变频调速系统在电力系统的广泠应用,为降低谐波对调速系统的影响。首先从理论上分析了目前调速系统中广泛使用的PWM调制方式的电压型变频器输出中可能存在的电压和电流谐波分量,并利用Matlab的Powersys库研究了PWM调制方式下的电压型变频器输出的各种谐波含量,并通过实例验证谐波对电机效率的影响。对变频调速系统中电机及变频器的选型提供一定的理论参考。     

两种常见电压源型高压变频器的比较

1.引言 随着电气传动技术,尤其是变频调速技术的发展,作为大容量传动的高压变频调速技术也得到了广泛的应用。近年来,各种高压变频器不断出现,电压源型高压变频器具有运行稳定、调速范围宽、输出波形好、输入电流谐波含量低、功率因数高和效率高等优点,应用较为广泛。本文对三电平PWM变频器和单元串联多电平PWM变频器二种应用较为普遍的电压源型高压变频器进行分析比较,指出各自优缺点。 2.三电平PWM电压源型变频器 在PWM电压源型变频器中,当输出电压较高时,为了避免器件串联引起的动态均压问题,同时降低输出谐波和dv/dt,逆变器部分可以采用三电平方式,也称中心点钳位(Neutral Point Clamped:NPC)方式,如图1。逆变部分功率器     

基于NPC三电平九相磁通切换永磁电机的控制

多电平逆变技术是大容量变频调速的首选方案,结合多相电机技术可以进一步提升调速系统的容量。本文对中点钳位(neutral point clamped,NPC)型三电平逆变器供电的10 k W、九相磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机调速系统进行了仿真和实验研究,探索结合多电平逆变技术和多相电机技术的调速方案。在三相FSPM电机矢量控制的基础上扩展建立了九相FSPM电机的定子磁场定向矢量控制方法,分析了调速系统采用两种载波PWM方式下产生的电压和电流波形。另外,3、5、7次谐波电流的解耦闭环控制成功消除了直流侧中点电位偏移。最后仿真和实验结果证明了理论分析的正确性和有效性。     

Z源变频调速系统及其空间矢量PWM控制方法

提出了一种新型的Z源变频调速系统及其空间矢量PWM控制方法.该系统采用近期刚提出的一种Z型LC网络[1]代替传统电压源型变频调速系统中的直流链大电容器.由此可以得到以下一些传统变频调速系统无法得到的新特性:①可以输出任何希望的电压值;②在电网电压跌落时具有度越系统故障能力;③降低网测电流谐波和冲击电流.仿真结果证明了该Z源型变频调速系统的上述新特性和空间矢量PWM控制方法的有效性.     

PWM整流技术在龙门刨床上的应用

为实现龙门刨床调速系统的同步整流和有源逆变,以达到单位功率因数和快速平稳制动的控制效果,采用PWM整流技术构成4象限能量回馈式的交-直-交电压源型变频器,控制策略为电压定向矢量控制.并配以PLC等控制,组成龙门刨床交流变频无级调速系统.该系统输入谐波含量小、动态特性显著改善,现场运行情况良好.实验数据证明该方案的优越性,并提出龙门刨床变频调速主传动最大切削功率及回馈能量的计算方法.     

基于DSP变频调速系统的对称电压空间矢量控制

介绍了数字信号处理器TMS320LF2407的性能特点及其在变频调速系统中的特殊应用.讨论了电压空间矢量法及产生对称PWM波形的原理和方法,用该方法能减少逆变器输出电流的谐波成分及电动机的谐波损耗,更有效地利用电源电压,大大扩展了电动机的调速范围.并给出了详细程序设计的控制框图、PWM初始化程序以及实验结果.     

五相逆变器的空间矢量PWM控制

多相逆变器由于电压矢量的增加，其空间矢量PWM(SVPWM)控制同三相电机相比具有更大的灵活性，文中通过对五相逆变器电压矢量空间的分析，认为多相逆变器空间矢量PWM控制的线性调制范围及形成的电机定子磁通要优于三相电机。根据五相逆变器的结构特点，在传统的最近两矢量SVPWM(NTV-SVPWM)控制的基础上，提出了两种新的五相逆变器SVPWM控制方式：最近四矢量SVPWM(NFV-SVPWM)控制和最小开关损耗SVPWM(MSL-SVPWM)控制。推导了3种控制方式下的目标输出电压函数及波形，通过对比分析，认为：NTV-SVPWM控制含有较大的低次谐波，不适宜用于多相控制：NFV-SVPWM控制的输出谐波最小，MSL-SVPWM控制的开关损耗最小，分别适用于低调制指数和高调制指数工作区。利用MATLAB对五相同步电机调速控制系统进行了仿真研究，仿真结果验证了上述结论。     

稀土永磁同步电动机变频调速关键技术研究

针对稀土永磁同步电动机自身特点,基于磁链轨迹控制策略,就他控式ＰＷＭ变频调速系统中效率,谐波,振荡与失步,电机与变频器匹配以及电网电压波动等关键技术进行了研究,提出了最小电流法实现系统最高效率运行和使电机与变频器按最佳压频比匹配的思想,给出了减小电机振荡与抗失对策,利用谐波抑制技术实现了输出电压波形准正弦化,并使用非零电压矢量自动补偿技术克服了电网电压波动对系统的影响。     

基于Buck变换器的无刷直流电机无位置传感器控制

针对无位置传感器控制中换相时刻不准确及三相桥式逆变电路调压过程对前后级电路产生冲击的问题,提出一种基于Buck变换器的无刷直流电机无位置传感器控制方法。改用Buck变换器代替三相桥式逆变电路调压,有效削弱了PWM调制过程中高频谐波信号对前后级电路的冲击,线电压中高次谐波含量明显减少,母线电流及相电流波形更加平稳。设计的3次谐波滤波器滤波效果良好,且3次谐波电动势过零点易于检测。提出的90°-α相位补偿方式能够有效解决无位置传感器控制中换相时刻不准确的问题,并且可以明显减小感应电流对相电流产生的影响,使得相电流更加稳定。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

DC-DC变换器混沌PWM原理及频谱特性分析

常规脉宽调制(PWM)的输出波形在载波频率及倍频周围含有较高谐波成分，本文基于混沌理论提出了一种新型PWM原理——混沌PWM(CPWM— Chaos-based PWM)，其三角载波信号的频率按Logistic映射函数规律变化，从而改变其谐波的频谱分布，使谐波连续均匀分布在较宽的频带范围内，抑制了由谐波引起的电磁噪声。将CPWM应用于DC-DC变换器，结果表明其电流、电压谐波幅值大大减少。     

基于PWM整流器双PFC模型的电机能量回馈系统

用PWM整流器取代通用变频器的二极管整流电路,采用双PWM整流器/逆变器,设计了电机能量回馈系统。通过分析PWM整流器的数学模型,提出了一种基于α-β静止参考坐标系的PWM整流器双功率因数校正变换器(PFC)定频控制策略。在两相静止坐标系中将PWM整流器等效为2个与传统单相PFC类似的电路结构,然后根据电压空间矢量调制理论,分析了开关信号由两相静止坐标系到三相静止坐标系变换的控制策略。实验结果表明,该系统不仅能够将电机机械能转化的电能有效地回馈到电网,而且能够有效抑制注入电网的谐波,实现网侧单位功率因数控制。     

多电平PWM逆变电路谐波分析与输出滤波器设计

在中压大容量变频驱动装置中，为解决电力电子器件耐压问题，基于PWM控制的多电平逆变技术得到广泛应用。这种中压变频器输出电压为多电平PWM脉冲波形，目前对其谐波还没有完善的理论分析。为避免高次谐波对电机的影响，有些用户要求为变频器设置输出滤波器。由于中压变频器容量较大，为滤波器设计带来一些新的问题。该文在大量仿真数据的基础上，总结出多电平PWM波形的谐波特点，为滤波器设计提供了理论依据。以此为基础，综合考虑基波压降、有功损耗、电流谐波和谐振等问题，推导出适合于中压大功率变频器输出5滤波器参数选取的简化公式，并通过实验予以验证。     

An experimental study of the operating characteristics of an asynchronous motor with pulse supply

The fundamentals of design procedure of performance data of controlled asynchronous motors (AMs) supplied with pulse voltage are stated in this article. The proposed model is based on a L-shaped equivalent circuit for each of harmonics, on which the curve of applied to a phase voltage is displayed. It is proposed to find the increase of magnetic iron loss caused by hysteresis in proportion to the peak value of the pulse voltage. The influence of PWM voltage on magnetic hysteresis loss is determined by using a coefficient depending on the effective values of fundamental and higher harmonics of the EMF and voltages, as well as the coefficient taking into account the increase of electrical resistance of iron due to the skin effect. In a similar way, it is proposed to take into account magnetic losses in the rotor that are occasioned only by the influence of higher harmonics. It is proposed to determine the increase of resistance and decrease of the inductance of short-circuited rotor of the influence of currents of higher harmonics by the well-known Interelectro methodology. The resulting values of consumption current, power factor, effective power, and consumption power of an asynchronous motor with pulse voltage are calculated taking into account the total effect of currents and voltages of fundamental and higher harmonics. Based on the methodology that we have laid out, a program was written and modeling was carried out of the operational characteristics of an asynchronous motor with a power of 180 W supplied by a PWM inverter with a fundamental frequency of 50 Hz. In addition, the harmonic composition of pulse voltage was obtained by processing the oscillograms taken from phase windings of the motor supplied by the frequency converter. To experimentally check of the proposed model, an experimental plant for loading the asynchronous motor was assembled and the operational characteristics of asynchronous motor with the fundamental harmonic of 50 Hz were determined. The experimental results showed satisfactory convergence with the calculated results that makes it possible to recommend the proposed methodology to evaluate the energy indices of frequencycontrolled asynchronous motors.     

PWM可逆变流器空间电压矢量控制技术的研究

为了提高PWM可逆变流器电流跟踪性能,提出了以电流偏差微分矢量进行电流跟踪控制的新方案,当电流偏差较大时,选择适当的空间电压矢量,使其对应的电流偏差微分矢量具有与电流偏差矢量方向相反的最大分量,以获得电流的快速响应;当电流偏差较小时,则选择适当的空间电压矢量,使其对应的电流偏差微分矢量具有与电流偏差矢量方向相反的最小分量以抑制电流谐波;当电流偏差很小时,则不进行空间电压矢量切换,以限定开关频率,实验结果表明：新方案通过简单的空间电压矢量切换,在限定开关频率条件下,使电流获得快速响应的同时抑制了电流谐波。     

基于单极倍频前馈解耦的STATCOM输出谐波抑制

基于单极倍频的STATCOM谐波治理方法,首先根据逆变级联参数推导出谐波成分,针对基波与边带谐波在单极倍频载波移相调制技术加以应用,具有三电平特性的单极倍频使得逆变输出接近正弦波。进一步地,为了提高补偿器输出的电压和电流质量在dq坐标系下加入电压前馈与电流解耦控制技术,实现参数的独立控制与追踪,控制电网电流的稳定。通过仿真与实验结果表明,在加入该控制技术后,谐波治理有明显改善,且电网电流稳定。     

直流配电网中MMC的谐波分析与调制方法设计

将模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）应用于中低压直流配电网时,由于子模块数较少,输出电压低次谐波含量大,电流畸变程度较高,因此为直流配电网中的MMC设计合适的调制方法显得尤为重要。在分析MMC已有的最近电平逼近调制（nearest level modulation, NLM）与载波移相脉冲宽度调制（carrier phase shifting pulse width modulation, CPS-PWM）原理及谐波特点的基础上,提出了基于最近电平逼近的脉冲宽度调制（NL-PWM）方法,并推导了其谐波的解析表达式,给出了MMC调制的设计方法。所提出的NL-PWM方法谐波特性更好,并且均压简单,通用性好,易于与NLM方法相互转换,使MMC可根据实际需求方便地选择输出PWM波或阶梯波。对于中低压MMC,增加模块数和引入PWM波调制均可达到同样的谐波改善效果,文章的谐波分析结果为MMC的调制方法设计提供了理论依据,并引入新的谐波指标,即纯电感负载时电流总谐波畸变率,衡量2种方案的谐波大小。最后给出了6 kV MMC的设计算例,并通过仿真验证了所提出NL-PWM方法的可行性,以及其谐波分析结果的正确性。     

典型工业电网谐波及其混合有源滤波抑制

通过对广泛应用的变频器和中频感应加热电源供电系统谐波的测试,给出了畸变率在４２％以上电流谐波的定量结论,针地５０ｋＶＡ变频器谐波源,提出了一咱混全源电力滤波器（ＨＡＰＦ）的谐波治理方案,分析了其原理并进行了仿真和实验,结果表明该方案具有谐波抑制效果好和对电网谐波以及负载变化适应性强等优点。     

高频AC-Link高压充电电源

提出了一种基于AC-Link技术的新型充电电源,在各个工作过程都能实现零电流开关。采用电荷量分配的控制策略,分析电网电压对换流相位的影响。对输入线电流、线电流谐波和开关电流进行了仿真,最后进行了实验验证。实验结果表明:电源平均充电速率为62.5 kJ/s,功率密度为0.6 W/cm~3;电流波形能够很好地跟随电压波形,实现高的功率因数,每相总的电压谐波含量小于2%,总电流谐波含量小于10%;矩阵开关工作在软开关条件且实现软切换过程时,能够实现高的效率;在阻性条件下,效率为93%。