SPWM数字化自然采样法的理论及应用研究

该文提出一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)、由全数字化方法实现自然采样法的SPWM(正弦脉宽调制)新方案。该方案同时具有数字电路稳定可靠便于集成、微处理器可以重复编程、以及自然采样法响应快精度高等优点。对正弦调制信号us(t)的数字化处理，会引起SPWM输出脉冲宽度的误差。当us(t)斜率为正时输出负脉冲变宽；us(t)的斜率为负时输出正脉冲变宽：这相当于在输出基波上附加了一个齐次谐波分量。SPWM数字化自然采样法存在脉冲竞争现象。研究表明最大误差脉冲宽度和竞争脉冲宽度均与模数转换的采样周期和调制深度成正比，与载波比成反比；竞争脉冲的个数由us(t)的斜率决定。给出了消除竞争脉冲的方法。在一台4kVA单相SPWM电压型并联四重化逆变器上取得了满意的实验结果。     

三相SPWM调制时的谐波相序及“零序”谐波流动

对于三相逆变电路中广泛采用的共用一个载波的三相正弦脉冲宽度调制(SPWM),当载波比不是3的整数倍数时,会出现"零序"(3k次)谐波电流的流动。"零序"谐波具有对称性,其相序有可能为正,也有可能为负,且传统概念上谐波的正序变为了负序,而谐波的负序变为了正序。这些现象对于三相系统的正常运行将带来不利影响。为此,对共用一个载波的三相SPWM调制在不同载波比时的谐波相序特性及"零序"(3k次)谐波电流流动现象进行了深入分析,为三相SPWM的调制方法应用提供了依据。理论、仿真和实验验证了分析方法和结论的正确性。     

基于MATLAB/Simulink的SPWM逆变电源的建模与仿真

利用正弦脉宽调制技术(SPWM)的逆变电路往往有较多的谐波,会影响光伏发电系统的正常运行。在MATLAB/Simulink软件中对双极性SPWM逆变器输出电压谐波及其产生规律进行了较为详细的分析。从仿真结果中可以看出,逆变器输出的谐波特性与调制深度、载波频率有着密切的联系。为得到更好的输出正弦波,既要增加调制比,又要考虑增加载波频率以及精确实现选定的载波频率,从而更加有效的降低谐波的危害。     

一种抑制整流桥谐波电流的新方法

在传统谐波注入法的基础上提出了一种改进法,即在整流桥输出端与整流变压器副方中性点间引入3次谐波滤波器,使输出端的3次谐波注入到变压器中去,从而改善变压器原方电流的波形。试验结果表明,该方法是可行和有效的。     

最小谐波电流有效值的SPWM方法研讨

讨论了一种基于高次谐波电流有效值为最小的ＳＰＷＭ方法的基本原理,并分别对这种方法以及常规ＳＰＷＭ方法进行了电流波形的仿真,由仿真结果的对比可以看出,这种方法的消除高次谐波电流有效值方面优于常规ＳＰＷＭ法。     

基于自适应谐波注入法的PMSLM谐波抑制研究

为了消除电机参数扰动对谐波抑制效果的影响,提高谐波抑制的准确性,采用改进后的谐波注入法即自适应谐波注入法实时抑制永磁同步直线电机(PMSLM)控制系统中的谐波电流。首先,建立谐波电流中主要谐波成分的稳态电压方程。然后,在谐波注入法的基础上,引入模型参考自适应参数辨识(MRAI),构成自适应谐波注入法,并搭建自适应谐波抑制环。其中MRAI可以在线辨识电机运行中电感、电阻和磁链值,并将辨识结果反馈至谐波抑制环节,从而可以避免电机运行过程中参数变化对抑制谐波的影响,提高谐波抑制的准确性。最后,仿真和实验验证了所采用方法的有效性和准确性。     

三相SPWM逆变电源输出电压的谐波抑制综合方法

基于正弦脉宽调制技术(SPWM)的逆变电路应用,利用傅里叶变换对电压型SPWM逆变电源的输出电压进行了分析,并提出了易于工程实现的谐波抑制方法。分别从调制法和计算法出发,采用在正弦调制波中叠加入一定比例的零序谐波和特定谐波消除PWM法,并且利用Matlab/Simulink进行了仿真,并且做了对比试验,验证了抑制方法的正确性。     

基于谐波电流注入法的单相整流电路谐波抑制

电力电子装置产生的谐波已成为电力系统的主要谐波污染源。介绍了基于无源滤波的谐波电流注入滤波法,其基本思想是在整流电路交流侧的方波电流中叠加某次谐波电流,对方波电流进行“整形”,可减少交流侧电流的谐波含量,降低畸变率。对单相整流电路的2次谐波电流注入滤波法进行了详细分析,通过Matlab数值计算仿真,取得了良好的滤波效果。     

在光伏逆变电源中应用的消谐波SPWM方法

文章分析了电压型逆变器SPWM调制方法中的谐波含量,介绍了一种消谐波方法,实验结果表明,该消谐波方法在实际应用中有着良好效果。     

抑制大功率整流电路谐波的三次谐波电流注入法

为消除和减少大功率整流电路中高次谐波对电力系统的危害，必须对此类整流电路所产生的谐波加以抑制和削弱。文中介绍了三次谐波电流注入法的起源、发展及基本原理。该方法是抑制三组二极管桥式整流器中谐波的新方法。文中还分析了输入电流的特性，最后对该方法的发展进行了展望。     

三相SPWM逆变器的谐波分析及其抑制策略

对三相电压型SPWM逆变器输出电压和电流谐波及其产生规律进行了讨论,并提出了一种新的易于工程实现的谐波抑制策略,该方法通过正确选择载波频率和在正弦调制波上叠加-个三次波使之成为鞍形波,产生相应的SPWM波形来控制逆变器开关器件的通断从而改善输出波形.数学分析表明有利于降低输出电压THD(波形畸变系数)、改善谐波电流损耗和转矩特性,仿真结果证明了这些措施的有效性和实用性.     

SPWM谐波分析的一般方法

介绍了以载波频率为基准的SPWM谐波分析的一般方法，该法直接在一个载波周期内建立数学模型，不依赖巳调波在一个信号（调制）周期内的奇偶性和对称性。详细讨论了单相、三相逆变器的单极、双极性SPWM波形的谐波特性，为谐波抑制和滤波网络的设计以及调制模式的确定提供了参考，该方法适合于同步和异步两种调制模式。     

数字式SPWM型逆变器的谐波分析

基于等面积算法，针对数字式正弦脉宽调制SPWM（Sine Pulse Width Modulation) 型逆变器，考虑到数据的存储和开关器件的最小开关时间间隔等因素，提出了一种近似等面积算法，并以单极性近似等面积法为例，运用傅氏级数理论，通过VB编程，进行计算机仿真计算，分析了逆变器输出电压Uout的谐波成分，所得的仿真结果与单极性等面积法及自然采样法的谐波成分进行了比较，单极性近似等面积算法的谐波幅值及单极性等面积算法与自然采样法的谐波幅值没有明显的变化，但数字式SPWM型逆变器能够减少开关器件的开关次数，减少开关损耗，说明该法对数字式逆变器和滤波器的设计能够提供一定的理论参考，对于数据的存储还待进一步研究。     

基于载波移相SPWM级联式变换器输出谐波分析

为了分析不同调制方式及不同级联数目多电平变换器的输出谐波电压分布规律,并为滤波器的设计提供参考,在充分考虑奇偶级联数目、调制移相角度和调制比对输出波形影响的基础上,分别以3,5,6,7,10个H桥级联的谐波输出情况为例,通过大量的仿真,采用对比分析的方法得出了基于载波移相SPWM级联式静止串联同步补偿器(Static Serial Synchro Compensator,SSSC)输出电压谐波的具体分布规律,并给出了等效载波频率的明确定义方法,通过双重Fourier级数理论分析验证了文中的结论。     

SPWM静态调制误差分析

脉宽调制(PWM)技术是电力电子领域的核心技术,为了分析各种相关因素对PWM输出结果的影响,文中提出了PWM的静态调制误差(PWMSME)的概念.以SPWM为例,在Fourier变换的基础上推导出了其PWMSME随频率变化的精确数学表达式,分析了载波频率、死区及采样方式对PWMSME的影响,并给出了其量化的表达式.指出了在载波频率较低的情况下,由"冲量等面积原理"计算的输出结果会产生一定的误差.最后,通过对PSCAD建立的H桥逆变器模型的仿真结果、实验数据及相应公式的数值计算结果对比分析,验证了文中结论的正确性.     

单极性SPWM逆变器并联环流分析与抑制

单极性正弦脉冲宽度调制SPWM(sinusoidal pulse width modulation)具有开关损耗低、效率高、输出波形良好的优点,然而在逆变器并联系统中,使用单极性SPWM方法可能引发环流,造成系统效率降低、电流波形畸变甚至器件损坏。对比采用4种不同单极性SPWM方法时并联系统的环流产生情况发现,只有双臂斩波单极性SPWM会引发环流,并从控制结构上分析了这一环流产生的原因。此外,针对使用双臂斩波单极性SPWM的情况,提出了一种不需要额外增加硬件成本的控制方法,可以避免在逆变器并联系统中引发环流。通过仿真与实验验证了该方法的可行性与有效性。     

单相SPWM逆变器的死区效应分析和补偿策略

文章详细分析了单相SPWM逆变器中死区时间和开关器件固有特性对输出波形的影响，提出了1种基于重复控制的死区补偿策略，该方法有效地改善了输出电压的波形畸变。在l台400Hz、7．5kVA样机上的实验结果验证了该补偿策略的有效性。     

SPWM面积中心等效法研究

在分析现有SPWM面积等效方法的基础上 ,提出了一种SPWM面积中心等效法。文中给出了按照面积中心等效法合成SPWM波形的机理以及面积中心等效算法 ,并对双极性面积中心等效法生成的SPWM波形进行了谐波分析。仿真结果表明 ,按面积中心等效法合成的SPWM波形与传统的面积等效法合成的SPWM波形相比 ,其基波分量增大 ,低次谐波分量明显改善。     

载波移相SPWM开关频率的选取

载波移相正弦脉冲宽度调制(SPWM)应用于高压大容量链式多电平逆变器场合时,若载波频率太低,各载波初相位对输出电压相位影响较大,可能造成链式逆变器各单相桥榆出电压基波初相位存在明显差异,引起电容电压不平衡.推导了载波移相SPWM输出电压的数学表达式,分析了低开关频率下输出电压的谐波特性及其对逆变器运行的影响,提出应选择较高的载波频率.数字仿真和物理实验结果表明.在一相串联桥数大于4时,选择高于300 Hz的载波频率.可保证各桥输出电压初相位差异小于0.5°对电容电压的影响可忽略.