四桥臂三相逆变电源的三维空间矢量控制技术研究

介绍了四桥臂三相逆变器的三维空间矢量控制原理,给出了任意负载下空间矢量的运动轨迹表达式,建立了三维空间矢量调制四桥臂逆变器MATLAB模型,并利用MATLAB仿真软件对各种性质负载,对称和不对称负载及负载和输入电压突变情况进行了仿真研究.研究结果表明该法具有负载适应能力及带不对称负载能力强、系统稳定性好、结构简单等优点,并在DSP实验平台上进行了初步的实验验证,证明该法是可行的.     

Z源三相四桥臂逆变器的三维空间矢量脉宽调制策略

对Z源三相四桥臂逆变器的稳态工作原理进行了深入分析,并提出一种改进的三维空间矢量脉宽调制策略,通过合理地选择直通桥臂,将直通状态插入到传统零矢量状态中,保证不影响有效开关状态和输出电压。同时,分析了直通占空比和调制比的耦合关系,得出直通占空比的最大取值,进而提出相应的最大恒定升压控制策略。在MATLAB/Simulink中搭建Z源三相四桥臂逆变器仿真模型,并在平衡及不平衡负载工况下进行仿真。仿真结果表明:Z源三相四桥臂逆变器在所提三维空间矢量脉宽调制策略下,不仅可以实现升压控制,而且相较传统Z源三相三桥臂逆变器,在不平衡负载条件下也能取得良好的控制效果。     

独立光伏系统中四桥臂逆变器的数字控制

光伏发电系统中三桥臂逆变器有很多不足,特别是在不平衡负载下。分析了三相半桥逆变器的缺陷和四桥臂逆变器在独立光伏发电系统的优点;介绍了四桥臂三相逆变器的三维空间矢量调制方法并对控制方法进行了仿真。     

一种基于ghγ坐标系的三电平四桥臂逆变器简化空间矢量脉宽调制方法

针对中点钳位型三电平四桥臂逆变器拓扑，该文提出一种基于ghγ坐标系的简化三维空间矢量脉宽调制方法。该方法以各冗余小矢量为中心点，将原矢量空间降阶分解为若干个两电平四桥臂矢量空间，仅需要简单的坐标变换和计算就能得到开关器件的占空比，还能自动获取冗余矢量和相邻电压矢量并优化组成开关序列，克服了传统三电平空间矢量调制方法存在过多的四面体选择、占空比计算过程存在较多的三角函数运算和需人工查找冗余矢量并存储大量开关序列的缺点。同时，针对中点电位平衡的问题，提出一种通过调节冗余矢量占空比以精确补偿电容电荷量的计算方法。所提简化调制方法能拓展应用于多电平四桥臂逆变器中。最后，通过仿真和实验结果验证了该文所提方法的正确性和有效性。     

四桥臂三电平逆变器3D-SVPWM调制策略

针对四桥臂三电平中点钳位型逆变器传统的复杂三维空间矢量脉宽调制算法和中点电位不平衡问题,提出了基于分解思想的3D-SVPWM调制策略和基于电荷守恒的中点电位平衡算法。该调制策略将αβγ坐标系下四桥臂三电平逆变器电压矢量空间分布在αβ平面上的投影分解为两电平结构进行分析,并利用两电平的调制策略实现对参考电压矢量的调制;提出的中点电位平衡算法,根据电荷守恒原理调整冗余矢量的作用时间实现对中点电位的控制。与传统的调制策略相比,所提调制策略极大地简化了运算过程,并且实现了直流侧上下电容电压平衡。仿真和实验验证了本文所提策略的正确性。     

基于新型双电压空间矢量调制的准Z源六桥臂电压源逆变器

传统多相逆变器输出电压幅值普遍低于输入电压。当负载过大,需要的直流母线电压会更高,相对应的滤波电容体积会更大,成本更高。在多相逆变器的传统控制中,死区设置的复杂性影响着输出波形的质量。针对这些缺点,将准Z源网络引入六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)中,在分析传统六桥臂逆变器空间矢量调制策略的基础上提出了一种新的带直通控制的双电压空间矢量调制策略。首先,分析准Z源六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)升压工作原理;接着,分析准Z源六桥臂电压源逆变器的电压矢量分布。在此基础上,详细阐述了所提出的带直通控制的双电压空间矢量调制策略以及两种基于直通零矢量作用时间分配的开关模式。最后,基于Matlab/Simulink进行仿真验证并设计了一台小功率样机进行实验验证。通过分析仿真与实验波形,充分验证准Z源六相逆变器及控制策略的正确性和可行性。     

基于有限状态机的五桥臂逆变器改进调制策略

针对五桥臂逆变器输出存在的反向电压脉冲问题,本文提出了一种基于有限状态机(finite state machine,FSM)的五桥臂逆变器改进调制策略.首先,深入分析了反向电压脉冲的产生机理以及给电机调速系统运行带来的危害.在上述分析的基础上,依据电压源逆变器空间矢量脉宽调制理论,通过对电压空间矢量脉宽分布进行优化调整,实现了改进的五桥臂逆变器调制策略,从机理上抑制了反向电压脉冲的产生.本文将提出的改进调制策略与原有的空间矢量脉宽调制策略进行了实验比较,实验结果表明该调制策略不仅实现了对两台电机的独立控制,而且有效的改善了五桥臂逆变器的输出电压质量,特别是使开关频率附近的电压高次谐波分量减小到原有的1/4.     

五桥臂逆变器驱动双异步电机调速系统的调制方法研究

在电力机车、电动汽车以及一些工业应用中,常需要两台或者两台以上的电机并联运行.因此,系统中需要多个逆变器.为了降低成本,针对两台电机独立控制的需求,本文研究了采用五桥臂逆变器拓扑的控制系统,并提出了一种适用于五桥臂逆变器的改进型七段式PWM调制方式.该调制方式基于传统的空间矢量脉宽调制技术,通过将控制周期进行分区来实现...     

三相四线系统并联电能质量补偿器的新型控制方法

控制技术是应用逆变器在配电网实现电能质量补偿的关键。提出一种基于参考电压矢量平移的新型三维空间矢量调制方法，用来控制三电平三桥臂中点引出式逆变器，实现三相四线系统中的并联电能质量补偿。与三相三线系统中的两维空间矢量调制不同，这种新型三维空间矢量调制方法基于α—β—O变换，利用零序分量补偿中线电流。—所提出的控制方法用在三相四线系统中的并联电能质量补偿器中，Matlab下的仿真结果表明这一控制方法可以使并联补偿器同时完成抑制谐波、补偿无功和中线电流的综合功能。通过与三维α—β—O滞环控制方法补偿效果的比较，证明三维空间矢量控制方法可以在较低的开关频率下达到更好的补偿效果。     

基于滑模和空间矢量调制的永磁同步电动机直接转矩控制

针对永磁同步电动机(IPMSM)的常规直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模和空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用转矩和磁链滑模控制器(SMC)替代常规DTC中的磁滞比较器和开关策略,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。     

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制（3D-SVPWM）方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。     

一种基于零矢量调节的五桥臂逆变器调制方法

针对五桥臂逆变器传统调制方法存在的电压利用率低、有大量电压反向脉冲、开关损耗大等问题,提出一种基于零矢量调节的调制方法,该方法借鉴空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,通过调节整合两逆变器的零矢量分布,统合考虑公共桥臂脉宽需求,使其同时满足两台交流电机的需求。仿真和实验结果表明,该方法能实现两台交流电机在不同转速下的独立控制,且与传统调制方法相比,逆变器的电压利用率可提高一倍,电压反向脉冲和一个采样周期内开关动作次数均显著减少,从而验证了所提方法的有效性。     

四桥臂变流器简化空间矢量调制策略

四桥臂有源电力滤波器(APF)电压矢量轨迹位于三维空间内,调制策略实现困难。为简化调制过程,研究三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)与载波脉宽调制(CBPWM)两种算法的本质联系,在两者归一化特性的基础上,建立3D-SVPWM中基矢量作用时间与三相参考电压的数学关系,获得四桥臂变流器简化空间矢量调制策略。仿真及实验验证结果均证实了简化算法的正确性和有效性。该简化算法计算量小,易于实现。     

基于abc坐标系空间矢量控制的三相四桥臂电压源型逆变器研究

将一种新的空间矢量调制方法应用于三相四桥臂逆变器,采用基于abc坐标系的空间矢量调制方法,避免了传统的αβγ坐标变换,使开关矢量的选取和占空比的计算更简单,显著降低了调制算法的复杂性.通过采样三相负载电流和直流母线电压来实时计算给定的参考电压,使得本逆变器可适应不同的负载.基于电压有效值调节稳定系统输出电压,本文详细说明了基于abc坐标系的空间矢量脉宽调制算法和参考电压的获取方法.该逆变器直流电压利用率高,并能带任意线性、不对称的时变负载,仿真和实验结果证明了该方案的可行性.     

基于三相四桥臂的不均衡负载逆变仿真分析

三相逆变器在较重的不平衡负载影响下输出的电压波形会畸变。基于三相四桥臂逆变器给出了解决这一问题的控制策略。使用90°对称分量法对各序电压进行分解,分解后的正序与负序分量使用双闭环PI方法进行控制,零序分量则采用虚拟构造αβ坐标系进行控制,最后用三维空间电压矢量调制算法(3D-SVPWM)产生控制脉冲驱动四桥臂逆变器。仿真结果证实了控制策略的有效性,三相四桥臂逆变器在带三相不平衡负载的情况下输出也是均衡的。     

一种准双极性的三电平空间矢量调制方法

基于三电平逆变器冗余电压矢量的不同处理方式,提出了一种准双极性的三电平空间电压矢量调制方案.推导出用于空间电压矢量合成的作用时间,并详细分析了电压矢量的发送模式.该调制方案中,逆变器三相桥臂的每相电平变化关于半周期对称,便于计算机数字化实现.试验研究结果证实了所提出的调制方法的有效性.     

基于电流滞环跟踪型PWM逆变器的异步电动机间接矢量控制

介绍了电流滞环跟踪型PWM逆变器的控制方式,分析了其在电动机矢量控制应用中的优点;结合异步电动机间接矢量控制的思想,在MATLAB/Simulink环境下建立了基于电流滞环跟踪型PWM逆变器的异步电动机间接矢量控制仿真模型.仿真结果表明该调速系统具有优良性能.     

四桥臂APF电流跟踪控制方法研究

为解决三相四线制不对称电网系统的谐波污染问题,通过对三相四桥臂电路拓扑结构进行分析。针对传统的三维空间矢量调制方法,首先阐明了其不能用于四桥臂APF电流跟踪的原因。在此基础上,结合三桥臂APF的电流跟踪控制方法,在二维空间矢量控制策略上增加三维坐标垂直坐标轴上的电流跟踪策略,将三维空间矢量划分为12个三棱柱,而非传统的24个四面体,并根据垂直坐标轴分量的正负情况给出了电压,电流矢量的判定方法,得到了三维矢量电流跟踪控制下的输出矢量的选取判定表,实现了四桥臂APF对谐波电流的有效补偿。仿真和实验结果证明了该方法的正确性与有效性。     

基于四桥臂变流器的三维空间矢量调制算法

静止无功发生器(ASVG)是柔性交流输电系统中的一种重要的控制器，补偿系统的无功功率或阻尼系统振荡，还具有抑制谐波和滤除负序、零序电流的能力。讨论了基于四桥臂变流器的空间矢量分布，四桥臂ASVG的三维空间矢量调制算法，该算法具有形式简化，便于实时计算的优点。     

一种基于空间矢量调制的永磁同步电动机新型直接转矩控制方案

针对永磁同步电动机(PMSM)的传统直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,分析了直接转矩控制中影响磁链和转矩增量大小的因素,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用定子电压在定子磁链坐标轴上的分量控制电动机的磁链和转矩,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。