三电平NPC逆变器的一种空间分区矢量提取的SHEPWM调制策略

深入分析基本空间矢量SV与特定谐波消去SHEPWM之间的内在联系,提出三电平NPC逆变器的一种基于空间分区矢量提取的SHEPWM调制策略,推导出空间电压矢量PWM的三相等效调制波规则采样的开关角矩阵,得出基本空间矢量SV的选用与规则采样的运算关系以及SHEPWM的脉冲状态由基本SV组成的矢量序列特殊解。在此基础上,在三电平NPC逆变器的矢量空间六边形所分区的两电平六边形中,研究SHEPWM脉冲序列的空间电压矢量组成的扇区分布,并提取相应的基本SV,求解作用时间。SHEPWM的脉冲状态由空间分区提取的基本SV矢量序列运算合成而实现,避开了其开关角非线性超越方程组的求解,并具有同样的消谐效果且便于实现。     

一种新型多电平空间矢量调制算法

研究了一种通用的多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,通过确定包含参考矢量的小六边形的中心矢量,并利用中心矢量将参考矢量映射到最内层的小六边形,由此产生相应的两电平逆变器的开关序列。在两电平基础上叠加中心矢量,将两电平电压矢量转换为相应的多电平电压矢量。该方法具有通用性,并可扩展至任意多电平逆变器。实验结果证明了该方法的正确性。     

五电平逆变器空间矢量欠调制模式的研究

采用空间矢量调制的多电平逆变器受到了越来越广泛的重视.但随着电平数的增加,空间矢量成几何级数增多,五电平逆变器的空间矢量个数多达125个,这给空间矢量调制的实现带来了极大困难.目前文献仅限于研究三电平逆变器的空间矢量实现算法,或笼统给出多电平逆变器的通用算法,都缺乏对五电平逆变器的空间矢量的具体算法以及如何利用具体每一个冗余开关矢量、开关状态等问题的实现进行细致的研究.本文针对合理地利用每个开关矢量,确定了每个开关矢量的作用时间和作用次序,得到了欠调制模式下五电平逆变器每个空间矢量的开关函数;并通过仿真,证明了所提出的算法的有效性和正确性,对于进一步研究五电平逆变器应用于交流传动领域具有重要的意义.     

基于傅里叶级数拟合实现的三电平SHEPWM

在大功率场合,三电平中点箝位NPC (neutral point clamped)型逆变器需运行在较低的开关频率,此时传统调制方式(载波调制和空间矢量调制)不再适用,需采用特定谐波消除脉宽调制SHEPWM(specific harmonic elimination pulse width modulation)等其他调制方式。主要研究应用于三电平NPC的SHEPWM的实现方法,目前三电平SHEPWM的实现多采用多项式曲线拟合法,但当所需拟合的开关角曲线波动过大时,多项式曲线拟合法需进行分段拟合才可达到拟合精度的要求。为解决该问题,采用傅里叶级数拟合法来实现三电平SHEPWM的开关角曲线拟合。仿真结果表明,在满足拟合精度要求的同时,采用傅里叶级数拟合法,可降低曲线拟合的复杂性,且实现较为简便。最后,通过仿真及实验验证了傅里叶级数拟合法的可行性。     

用于级联型结构的三电平SVM研究

由于H桥可输出±,0三种电平,故级联型结构一层类似于三电平中点箝位(NPC),可采样三电平空间矢量调制(SVM).简化分解算法可将三电平矢量分解为两电平矢量,通过类比左、右桥臂组矢量,可得到适用于级联型三电平逆变器的具体调制算法.为平衡左、右桥臂组开关频率,通过对负电平进行调整,派生出一种调制算法.实验结果验证了这两种三电平SVM应用于级联型结构的有效性,并在开关频率和谐波含量等方面有一定优势.     

一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法

在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上,提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法.三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得,并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换.为了分析三电平逆变器的脉冲序列模式,按照矢量之间切换的可能性,提出了一种新的可用于描述矢量开关序列的分类标准.针对传统的和改进的作用序列进行逆变器输出谐波的评估.文中所提的各种理论与算法都可以非常容易地推广到更多电平的系统中.为了验证所提算法的正确性,进行了实验验证.     

特定谐波消除法在T型三电平并网逆变器中的应用

特定谐波消除法(SHEPWM)具有等效开关频率低、输出电压质量好及损耗小等优点,本文介绍了应用于T型三电平并网逆变器的特定谐波消除法调制方法;分析了开关角个数的选取原则及求解方法,对控制环路的实现和设计方法进行了介绍。在此基础上,比较了特定谐波消除法与空间矢量调制(SVPWM)两种调制方式对逆变器并网电流谐波和效率的影响,对电网谐波对并网电能质量的影响进行了探讨,并在10 kW T型三电平并网逆变平台上进行了实验验证。     

多电平逆变器新型空间矢量调制算法

多电平逆变器空间矢量调制过程繁琐,基于参考电压分解理论,提出了一种适用于任何电平数逆变器的新型空间矢量调制算法。该调制算法将六个扇区内参考电压归一化至第一扇区,然后将参考电压直接分解至两电平,代入两电平空间矢量调制算法计算矢量作用时间,由两电平开关状态作用顺序进行反修正得到第一扇区等效开关状态,再经过反归一化获得六个扇区内开关状态作用顺序。实验结果验证了算法的可行性和有效性,且调制过程简单,易于实现,占用处理器资源少,实时性高。     

一种新的N电平电压源逆变器的空间矢量调制算法

随着逆变器电平数的增加,其空间矢量调制算法(space vector pulse-width modulation,SVPWM)也越来越复杂。该文提出一种任意电平逆变器的SVPWM算法。对两电平逆变器的矢量作用时间进行线性变换,可获得任意电平逆变器中合成参考矢量的电压矢量及其作用时间。推导出任意电平和两电平之间的电压矢量及其作用时间变换矩阵。讨论任意电平逆变器脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)序列,提出一种电力电子器件损耗均匀分配的序列方式。最后,通过仿真验证算法的可移植性,在三电平实验室样机上,验证算法能满足逆变器控制的实时性要求。     

多电平逆变器SVPWM算法研究与实现

分析了多电平逆变器SVPWM的简单算法,该算法易于确定参考矢量的位置及其作用时间,结合相应的开关序列产生逆变器的开关信号。以中点箝位式三电平逆变器为例,介绍了算法的实现,其不仅易于扩展到n电平逆变器中,也适用于级联型逆变器。给出了三电平逆变器的实验结果。     

变频器参数及调制方式对共模电压的影响

PWM变频器被广泛应用于在电机驱动系统中,但其输出电压中的共模电压会产生许多负面效应,因此确定影响共模电压的各种因素对提出有效的共模电压抑制策略有重要的意义。采用解析、仿真和实验验证的方法围绕变频器参数和调制方式对共模电压的影响展开研究,研究结果表明:变频器参数中直流母线电压利用率增大时共模电压减小;载波比变化时共模电压基本不变;死区时间增加时共模电压增大;不同调制方式SPWM和SVPWM在相同直流母线电压利用率下的共模电压大小相近。进一步讨论了在VVVF控制调速时直流母线利用率和载波比同时变化时共模电压的变化规律,实验表明低速时共模电压更大,应当重视电机低速时共模电压产生的危害。     

一种SVPWM简化算法的设计与实现

针对传统空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法需要进行求反正切、求正弦、求余弦等三角运算,造成其在嵌入式MCU中实现较为复杂、计算量大的问题,介绍了一种简化的SVPWM算法。设计了一种和（a,b,c）三相参考系成逆时针90°夹角的（a'',b'',c''）参考系,使新的三相参考系和SVPWM扇区边界垂直,将（α,β）正交坐标系下的合成电压空间矢量U_s映射到（a'',b'',c''）参考系,根据a''、b''、c''轴分量的正负号直接判断矢量所在扇区。将PWM模块设置为中心对齐模式,跳过基本矢量维持时间的计算,根据标幺化的a''、b''、c''轴分量和U_s所在扇区直接计算PWM模块的占空比,采用七段式SVPWM方法实现对a、b、c三相相电压的SVPWM。所提算法简化了SVPWM中的空间矢量扇区判断和占空比计算,缩短了SVPWM的运算时间,为进一步提升逆变器的开关频率提供了空间。     

基于TMS320LF2407的空间矢量脉宽调制方法的实现

本文分析了空间矢量脉宽调制的基本原理,介绍了采用矩阵求解相邻向量作用时间的方法和用信号处理器TMS320LF2407来生成空间电压矢量的方法,SVPWM控制算法可以有效的减少谐波,有利于提高电压源逆变器直流供电电源的利用率。并提供了该信号处理器相关的硬件设置及软件流程图。     

基于载波的空间矢量脉宽调制方法分析

介绍了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,将SVPWM和规则采样PWM进行了对比分析,给出了两种不同形式的SVPWM调制函数表达式,并证明了二者的等效性。特别是将零矢量分配方式与各种SVPWM连续调制和不连续调制之间的关系统一于一个调制函数表达式中,从而揭示出SVPWM实质上是一种零序分量注入式载波PWM。由此提出了基于载波的SVPWM实现方法,且在Matlab/Simulink环境下通过仿真分析验证了该法的正确性和有效性。     

基于统一PWM调制器的随机空间矢量调制

常用的SVPWM中零矢量U0和U7的工作时间是平均分配的。在该文中加以改进，引入一个正比于U7工作时间的系数k0，如果k0从0到1变化即代表了U7工作时间从总零矢量的0%变化到100%。 该文利用三角载波补偿法来实现上述改进的空间矢量调制，并经研究发现k0取不同的值可以实现多种PWM调制方式，基于此该文提出了统一PWM的概念。当在不同的开关周期k0取0~1之间的随机数时则实现了随机零矢量分布的随机PWM，这种调制器使得逆变器输出电压频谱尖峰大大减小，从而降低了电机驱动系统的音频噪声和电磁干扰。实验验证了这种随机PWM的有效性和实用性。     

DC／AC逆变器的SVPWM调制新算法的研究

对于三相电压型DC／AC逆变器,在对空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）分析的基础上,利用空间矢量的对称性提出了一种较传统SVPWM算法计算量明显减少且易于程序实现的新算法,并将其应用到带三相负载的系统,对该系统进行了仿真分析,结果表明所提出算法有效且实用。     

基于预前控制异步电机直接转矩控制方案的研究

在传统异步电动机直接转矩控制方案中,由于负载的变化规律不可预测,因此其常会带来功率器件开关频率的较大变化,为此提出了一种基于预前控制的异步电动机直接转矩控制方法。该方法依据前一个周期的磁链和转矩误差,对下一个开关周期所应施加到异步电动机的定子电压矢量进行预测,然后借助空间矢量PWM的方法,合成此开关电压矢量。样机实验结果表明,该方案不但能维持逆变器的开关频率基本恒定,而且还具有比传统直接转矩控制更为优良的动静态特性。     

三电平逆变器SVPWM过调制控制策略综述

有效地利用过调制控制策略,能够提高逆变器的输出电压,对提高电动机的动态响应速度和扩大稳定运行区域具有重要意义.主要研究了过调制产生的原因,总结了几种典型的过调制控制策略,讨论了它们各自的优缺点,并指出了现有过调制控制策略中存在的问题.     

三电平SVPWM与CBPWM算法的内在联系研究

由于三电平中点钳位逆变器能有效提高逆变器系统容量和耐压水平,减少输出电压的谐波,所以其在中高压大容量电能变换领域中得到了广泛应用。为了揭示三电平中点钳位逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)和载波脉宽调制(CBPWM)算法的内在联系,本文首先分析了三电平SVPWM算法的原理,并根据调制度的大小将整个线性调制范围分为3段,然后根据脉宽调制的规则采样法,分别推导出了3个调制段内与SVPWM等效的CBPWM调制函数形式。理论研究表明:三电平SVPWM算法是一种特殊形式的CBPWM算法。最后仿真和实验结果证明了理论分析的正确性和有效性。     

一种实现VIENNA整流器SVPWM调制效果的快速方法

针对常规VIENNA整流器的空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)计算量大、方法过于复杂、实时性要求高的场合应用受到限制的问题,提出了一种可直接实现VIENNA整流器SVPWM的数学优化方法.首先,根据VIENNA整流器数学模型,结合脉宽调制的约束条件,定义...