T型三电平逆变器合成脉冲宽度调制相电流重构策略

针对传统T型三电平逆变器空间矢量脉冲宽度调制单电流传感器相电流重构技术存在不可观测区问题,该文分析T型三电平中点电流采样原理以及中点电流不可观测区的存在机理,提出中点电流单传感器采样合成脉冲宽度调制相电流重构策略,通过在不同区域对不满足最小采样时间要求的可观测电压矢量进行补偿,同时利用合成零矢量原理对补偿矢量进行抵消以满足伏秒平衡原理,消除了不可观测区。最后通过实验验证所提方法的电流重构误差低于2.5%,相电流总谐波畸变率低于3.21%,可为控制系统提供准确的重构相电流。     

用于开关磁阻电机驱动系统的新型单电阻电流采样技术

为进一步降低开关磁阻电动自行车设计成本,提出了单电阻电流采样的四相电流重构技术。对单电阻电流采样的四相电流重构技术的原理进行研究,建立了不同开关状态下四相电流与采样电流的关系。对换相而引起的非换相相电流波动问题进行分析,定义了无法重构相电流的区域为非观测区。提出使用单脉冲注入控制解决非观测区内无法重构相电流的方法,通过在非观测区注入单个脉冲信号,依据直流母线电压值重构得到相电流,并根据给定电流参考量,计算得到脉宽调制补偿信号的占空比,从而实现在非观测区的斩波控制。建立了Matlab/Simulink数字仿真模型,并进行仿真验证,最后进行了开关磁阻电机单电阻电流采样及控制算法的实验。结果表明,所提单电阻电流采样技术具备可行性和使用价值。     

PWM逆变器相电流重构研究与误差分析

为了降低系统成本和体积,研究了脉宽调制(PWM)逆变器供电的电动机变频调速系统仅采用一个直流电流传感器获得交流相电流时存在的问题,通过修改逆变器开关状态的相电流重构方法满足了直流电流的采样要求,根据逆变器的开关状态实现了交流侧电动机相电流的重构.针对在该方法作用下重构相电流与实际相电流之间的误差,详细分析其产生的原因,...     

误差自校正随机脉冲宽度调制相电流重构研究

针对电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的直流母线单电流传感器相电流重构技术问题,分析直流母线采样过程中不可观测区域的存在机理以及由采样精度降低导致的采样误差,提出一种误差自校正随机脉冲宽度调制方法(ECR-SVPWM)。在定义的不可观测区域内对调制波进行随机移位,为电流检测提供可靠的采样窗口,消除了电流不可观测区域。同时,通过移相构造存在互补有效矢量,并通过动态电流双采样判断两次采样电流是否完全互补,进而得到电流零点漂移量,对三相电流进行补偿,实现电流零点漂移的自检测和自校正。实验结果表明,所提误差自校正随机脉冲宽度调制方法重构相电流误差小于3.1%,畸变率低于5.32%。     

变频器输出有功功率测量方法研究

讨论了变频器测量自身输出功率的两种方法:通过输出相电流的FFT变换获取基波幅值和相位,利用PWM调制波为输出相电压基波的特点获取输出电压基波幅值和相位,从而计算有功功率;近似相电流为基波电流,对电流进行采样并与相应时刻的PWM调制波数值相乘得到瞬时功率,在输出电压一个周期内对瞬时功率累加后求平均得到有功功率。FFT方法对电流谐波的抗干扰能力强,对相电流基波幅值和相位的获取准确,但占用CPU资源较多;周期内瞬时功率求平均方法计算简单,CPU资源消耗低,但对电流谐波敏感。经过对实际运行变频器输出功率的测量,表明叙述的变频器自身测量输出功率的方法是可行的。     

基于母线电流传感器的相电流重构方法

针对使用三相电压源型逆变器的直流母线电流传感器信息,重构电机相电流方法中存在非可测量区域的问题,在分析相电流重构基本原则和现有脉冲宽度调制(PWM)信号修整方法的基础上,提出了通过平移桥臂开关状态波形来修整PWM信号的方法,该方法不增加功率器件的开关损耗,且满足非零电压空间矢量最小作用时间的要求.应用空间电压矢量分析方法证明了修整后的PWM信号在一个开关周期内不改变参考电压的幅值及相位,从而保证了电机相电流具有低的谐波畸变率.以交流永磁电机驱动系统为例进行了实验研究,结果表明采用该方法在稳态和瞬态的情况下都能够精确重构电机相电流.     

直流母线电流采样电压空间矢量脉冲宽度调制

针对直流母线采样电机控制系统电压空间矢量脉冲宽度调制问题,分析传统空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)方法的电流采样机理,揭示其在直流母线采样系统中不可观测区域的存在机理,通过定义最小采样时间的概念精确划分出直流母线电流采样不可观测区域,进而通过插入测量矢量和补偿矢量提出直流母线采样电压空间矢量脉冲宽度调制(SSVPWM)方法及其电流重构策略.通过实验验证了所提方法的电流采样误差低于2％、相电流高次谐波含量低于3％、三相电流畸变率低于1.6％,为高性能矢量控制提供了精确的电流测量.     

基于单电阻电流采样的矢量控制算法研究

在电动机交流调速的闭环调速控制方案中,对电动机电流的采样是一个非常重要的环节。在低成本应用场合,为了降低控制成本,减小体积,根据母线电流和电机相电流的关系而形成的单电阻电流采样及相电流重构方法具有很大的竞争优势。分析了一种可以实现全区域单电阻电流采样及相电流重构的方法,在结合异步电动机矢量控制的基础上对此单电阻电流采样方法进行了仿真及实验研究,实验结果验证了该方法的正确性和可行性。     

电能质量指标的计算

装置通过高速率采样达到高精度的要求，在一个工频周期内每个通道采样128点，采样包括电流和电压信号输入为A，B，C三相相电流和相电压。     

一种变频器相电流采样重构技术

在变频器交流调速的闭环控制方案中,对电动机三相电流进行采样是一个核心环节。为了降低控制低成本、减少体积、高效率,本文根据相电流、直流母线电流及逆变器开关状态之间的关系,提出了一种基于单电阻采样直流母线电流的方式进行电机相电流的重构方案。该方案通过空间电压矢量移相的方法解决了三相电流重构的难点。仿真和试验结果表明了该方法的有效性和正确性。     

SVPWM逆变电源电流采样方法的比较

电流闭环控制系统中,因电流反馈值的谐波分量而导致转矩脉动,降低了系统的稳定性和控制精度。本文通过仿真和实验比较了采用SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)逆变电源供电时,系统的3种电流采样方法。结果表明,在PWM波各开关周期的起点或中点时刻,对电机的电流进行采样,能够获得谐波成分相对较少的基波电流值,有利于实现高精度的电流闭环控制。     

基于TSF的开关磁阻电机脉宽调制变占空比控制

传统的基于转矩分配函数(TSF)的开关磁阻电机(SRM)控制策略存在电流跟踪效果较差和转矩脉动高的问题。为此提出一种变占空比的控制方法。该方法结合电流滞环和脉宽调制(PWM)技术,根据电感的线性模型特性进行区间分段,然后通过改变不同区间上PWM的占空比来调节绕组两端的电压,达到精确跟踪电流和抑制转矩脉动的目的。对改进后的控制方法进行了仿真和试验验证,结果表明:与传统控制方法相比,改进后的控制策略具有更小的电流跟踪误差和转矩脉动。     

基于单电流传感器的改进相电流重构技术

在电机闭环控制过程中,电流传感器故障、不同电流传感器的不一致性等因素可能导致系统失稳。为提高系统的容错能力,减小故障对控制系统稳定性的影响,提出一种基于单电流传感器的改进相电流重构技术。通过移动脉宽调制的脉冲矢量来消除母线电流采样盲区,进而通过母线电流重构获得三相电流。相比于传统电流重构方法,所提改进方法重构的电流更接近真实电流值,能够减小电流总谐波,降低电磁转矩脉动,提升系统的稳态性能。通过仿真和实验对比2种重构方法,证明了所提改进方法的优势。结果表明所提改进方法能有效实现电流重构,提升系统稳态性能。     

一种消除无刷直流电动机换相转矩脉动的PWM调制策略

无刷直流电动机由于本体设计和特有的控制策略存在较严重的转矩脉动问题。为了解决这一问题,提出一种简单的消除换相转矩脉动的换相区PWM调制策略。在换相时,通过三相配合调制,将换相过程中的每个PWM周期分成包含5个中心对称区间的3个功能区。通过计算给三相中的每一相分配不同的调制占空比,使关断相电流的下降速度和导通相电流的上升速度在每个PWM周期内保持相等。所提方法不仅可以消除转矩脉动,还可以通过不同的功能区比例组合来调节换相持续时间。给出所提方法的推导过程,并通过实验验证了所提方法的正确性和可行性。     

无阻尼LCL滤波器的并网变流器稳定性控制策略

在建立无阻尼LCL滤波器的三相电压型PWM变流器数学模型的基础上,系统地研究了电流采样频率和采样点位置对电流环稳定性的影响,并提出了一种稳定控制新策略,即通过调节采样频率控制系统的数字延时来改善系统的频率特性,从而使系统获得稳定;仿真和实验均有效验证了这种控制策略的正确性和可行性。     

基于PWM的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制

针对开关磁阻电机(SRM)转矩脉动过大的问题,提出一种结合直接瞬时转矩控制(DITC)和脉宽调制的控制方法。该方法依据SRM的转矩特性进行扇区划分,将三相SRM的一个电角度周期划分为9个扇区;同时给出转矩滞环大小的选取原则,在运行时能自适应地调整滞环大小。此外,不同于传统DITC,在每个采样周期内只选取基础电压矢量进行控制,该方法根据运行状况以及优化后的导通规则对每相电压占空比进行实时调整得到合适的电压矢量。通过Matlab/Simulink仿真及实验样机平台验证,证明了所提方法可以解决传统DITC存在的电流脉动大等诸多缺陷,并使DITC适用于较低的转矩环采样频率,在开关磁阻电机型电动车研制领域具有较高的应用价值。     

基于基波PWM激励和简化电流斜率测量的多相永磁同步电机转子位置估测技术

当前基于逆变器基波脉宽调制激励的双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)无位置传感器的算法无需注入高频信号即可实现低速和零速控制。但是,该方法在非零电压矢量期间需要多次对电流进行采样,算法的实施比较复杂,对硬件要求较高,阻碍了这种方法在工业中的实际运用。为此,本文研究了一种改进算法。该方法直接利用DTP-PMSM本身的凸极效应,从静止坐标系下,以同步采样的方式提取相邻两个PWM周期内平均电流变化率,进而实现转子位置估测。此新方法实现了为位置估测进行的电流采样与为电流环控制进行的电流采样之间的同步,大幅降低了算法的实施难度。论文最后通过仿真验证了所提新方法在低速和零速运行条件下的有效性。     

基于DSP矢量控制中检测反馈电流新方法

在三相电机的矢量控制中,反馈电流的值是由电流传感器(TA)直接检测得到的,这就要求至少使用2个电流传感器。提出利用数字信号处理器(DSP)的实时计算功能,采用1个电阻测量3个反馈电流的方法。但是,在空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术中,当PWM频率很高时,硬件限制了反馈电流的采样。因此,提出通过扩大PWM的周期解决硬件限制问题,即扩大法。但该方法降低了PWM的输出频率,从而影响电机的控制。又提出另一种改进的方法,即补偿法,该方法在不改变PWM周期的条件下,通过补偿主控周期中的一个PWM周期内用于电流采样的开关变化间隙时间,解决了硬件限制问题。给出了电流采样的硬件电路和补偿法程序流程图,在功率400 W的异步电机做实验结果表明,补偿法比扩大法的应用范围更大、效率更高。