SVPWM逆变器过调制算法的分析与实现

电压源型逆变器,根据最大调制系数(MI)的大小逆变器工作在三种不同区域:线性调制、过调制Ⅰ和过调制Ⅱ区,不同的区域对应着不同的算法以实现线性控制逆变器输出电压。本文进行分析,针对过调制Ⅱ区提出参考电压矢量概念,简化了算法,并利用Intel公司80C1 96MC芯片实现,给出了实验输出波形。     

基于虚拟空间矢量过调制策略的逆变器共模电压抑制方法

虚拟空间矢量调制(VSVM)技术因其在共模电压(CMV)抑制方面的独特优势而受到关注,但相较于空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,其线性调制范围较小,影响了逆变器的电压输出.分析了使用和弃用零矢量调制策略的CMV特性和线性调制范围,在此基础上提出了基于VSVM的过调制策略,推导出该策略下过调制补偿角与调制比之间的关系式...     

SVPWM过调制中控制角算法的分析与应用

针对高速弱磁下低压电动机的高功率输出时由于电源内阻的影响,母线电压会随着输出功率的上升而下降的问题,提出了一种基于面积等效原理的空间矢量脉宽过调制中控制角的算法,算法简单、准确,占用内存小,程序执行时间短,移植性强,能够完成调制比从0至1的线性调制到过调制中六阶梯波工作状态的平滑过渡,并具有良好的线性增益.仿真及实验结果表明,该算法控制下的低压电动机运行稳定,提高了直流母线电压利用率,此应用是扩展电机转速范围、增加最大输出转矩的一种有效方法.     

一种应用于多电平SVPWM的过调制算法

为提高多电平逆变器电压输出能力,提出一种适用全调制度范围的过调制方法,该方法是对多电平逆变器线性调制区的扩展。基于两电平简化算法,根据调制度m_i(0≤m_i≤1),划分为三种调制模式,即线性模式(0≤m_i0.907),过调制模式Ⅰ(0.907≤m_im_(max2))和过调制模式Ⅱ(m_(max2)≤m_i1)。过调制模式Ⅰ引入补偿因子λ,补偿了系统在过调制区域的伏秒损失;在过调模式Ⅱ中,引入简化"压频"计算,可快速计算切换角度αh。三种模式均无需存储数据及复杂的计算公式,易于拓展至n级电平及处理器数字化实现。基于五电平NPC/H型逆变器,仿真及实验表明,在全调制度范围内,该算法具有输出基波电压增益线性、谐波含量低及易于实现的特点。     

基于叠加原理的八开关三相逆变器全调制度范围内两种等效PWM算法

对八开关三相逆变器(ESTPI)两种基于不同基本电压矢量的全调制度范围空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法进行比较研究,在此基础上,为了提高ESTPI直流电压利用率,提出一种基于叠加原理的SVPWM过调制算法,进而得到ESTPI全调制度范围SVPWM算法,该算法根据调制度的大小,将整个ESTPI运行区域划分为线性调制区、过调制模式Ⅰ区和过调制模式Ⅱ区。从调制函数角度出发,基于PWM规则采样法,推导与SVPWM算法等效的载波脉宽调制(CBPWM)算法,并得到了随着调制度的变化,CBPWM算法调制函数的变化规律。仿真和实验结果表明,这两种算法作用下的输出线电压基波幅值与调制度呈线性关系,且最多能将其提高约10.2%。     

一种基于逻辑判断的SVPWM过调制算法

过调制能够有效地提高直流母线电压利用率,进而提高逆变器输出电压,但传统的SVPWM过调制算法需要经过复杂的三角计算或查表,实现方式困难。针对此问题,提出一种基于逻辑判断的过调制算法(LG-SVPWM),可以统一处理两个过调制区域,无需计算保持角,且易于实现。在整个调制区域,能够实现逆变器从线性调制区到六阶梯波的平滑过渡,并且输出电压谐波含量低。理论分析和实验结果表明,该算法具有实现简便以及输出电压谐波含量低的优点,适合应用于永磁同步电动机矢量控制系统中。     

一种SVPWM过调制算法及其在两电平逆变器中的应用

过调制能够有效地提高逆变器的输出基波电压,传统的空间矢量PWM过调制算法需要经过复杂的实时计算或查表,不易于实现。针对此问题,研究一种过调制算法,不需要经过复杂的运算和查表,易于实现,能够使逆变器从线性调制区平滑地过渡到六阶梯波工作区,并且输出电压谐波含量低。在两电平逆变器矢量控制系统上对过调制算法进行了实验。理论分析和实验结果表明该算法具有输出电压谐波含量低和实现简便的优点,适合应用于矢量控制系统中。     

基波幅值线性控制双级矩阵变换器过调制策略

针对双级矩阵变换器(TSMC)电压传输比低的固有缺陷,采用一种可提高电压传输比的双级矩阵变换器空间矢量调制策略,该调制策略分为线性调制区和过调制区,过调制区参考电压矢量由两部分组成,推导了过调制区参考电压矢量表达式,并得出了与线性区相似的占空比表达式.该过调制策略不仅能使TSMC最大电压传输比从0.866提高到0.95...     

双三相感应电机新型空间矢量脉宽调制策略研究

电压源型逆变器驱动双三相感应电机时共有64种开关状态,电压调制算法复杂。基于分类算法提出了一种十二边形空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse widthmodulation,SVPWM)策略。与其他研究相比,该新型调制策略可有效缩短算法处理时间,扩展调制区域。算法对输入的电压进行分类,获取最大和次大的中间变量,从而判断参考电压矢量所在扇区;对中间变量进行线性组合可求得基本矢量作用时间,从而缩短算法处理时间。该算法通过将调制区域分为3段,可实现线性调制区域向过调制区域的平滑过渡。仿真和实验结果表明,线性调制区可抑制定子电流谐波;过调制区可补偿十二边形外电压矢量损失。     

五相电压源逆变器SVPWM优化算法

为使五相电压源逆变器同时获得最大电压利用率及最小输出电压谐波,在分析两种SVPWM算法调制机理的基础上,设计了一种改进的相邻最近四矢量SVPWM算法。该算法在调制比为0~1.051 4范围内,通过消除谐波空间合成矢量,使得输出电压谐波为零;在调制比为1.051 4~1.23 1范围内,通过优化重新分配电压矢量作用时间来合成参考电压矢量,保证了谐波空间的合成矢量最小,使逆变器工作在最优状态。构建了五相电压源逆变器仿真模型以及FPGA实验平台,仿真和实验结果表明:在整个线性调制范围内,优化算法能够使五相电压源逆变器的输出电压谐波最小。     

一种多模式复合调制的L-R型LCC谐振变换器

提出一种多模式复合调制的线性-谐振(L-R)型LCC谐振变换器.该变换器根据Boost调制的思路,结合传统LCC谐振变换器,实现了电感电流线性-谐振型变化的转换,具有全负载范围的软开关特性.在复合调制方式下,变换器能实现3种工作模式的互相转换以适应宽输出电压和负载变化范围的应用场合,解决了传统LCC谐振变换器在轻载条件...     

两相SVPWM原理及经典两相SVPWM算法

分析两相电压空间矢量脉宽调制原理及其实现方法,提出了经典两相SVPWM算法,该算法根据调制比将调制模式分为线性调制模式、过调制模式Ⅰ和过调制模式Ⅱ。重点分析了过调制模式,利用傅立叶分析给出对应模式下参考角的推导方法,计算了在过调制模式下的输出相电压各次谐波幅值。经典两相SVPWM算法能实现电压空间矢量调制由线性调制模式到过调制模式直到方波的连续过渡,实现了全调制区域的运行,最大限度地利用了直流电压。     

全桥ZVS PWM电容器充电变换器

为对广泛应用的电容充电大功率全桥零电压软开关高压变换器进行理论分析,从零电压(相当输出短路)到最大电压用变换器对电容器进行了充放电试验。变换器电路中充分利用器件的寄生参数,通过在高压变压器的原线圈串联电感,实现主开关管输出高压整流二极管的零电流软切换,变换器通过脉宽调制和电流控制调节输出电压并具有过压和过流保护功能。给出变换器的静态分析,同时给出了基于UCC3895 PWM控制器的直流—直流变换器样机的详细设计和1 kJ/s充电速度的实验结果表明变换器的理论分析正确,方法可行。     

双三相感应电机SVPWM的新型过调制策略

过调制策略能够提高逆变器输出电压范围和品质,从而提高电机输出转速范围和转矩特性。针对双三相感应电机空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法过调制区域有限,分区实现复杂,内存占用率大等问题,提出一种新型过调制策略。该策略将整个过调制区域算法统一实现,不需要分区多控制角计算,同时使调制度与调制后控制比例参数成线性关系,不用查表及数据存储即可实现线性区到十二阶梯波的平滑过渡,使数字化实现更为简洁高效。通过仿真和实验验证了所提过调制策略的正确、可行性。     

双级矩阵变换器过调制连续控制方法的研究

针对双级矩阵变换器TSMC(two-stage matrix converter)常规调制策略电压传输比低的问题,提出一种可以提高电压传输比的过调制连续控制方法。首先介绍TSMC的拓扑结构和数学模型,分析整流级所采用的无零矢量空间矢量调制方法,阐述逆变级所采用的过调制连续控制方法;然后在分析过调制连续控制方法的原理和特点基础上,利用MATLAB工具建立系统仿真模型,进行仿真验证;最后采用型号为TMS320LF2812的控制器制作了一台样机,进行物理实验。仿真和实验结果说明采用该方法可以对空间电压矢量脉冲宽度调制SVPWM(space vector pulse width modulation)的输出电压进行连续和平滑地控制至达到6阶梯波工况时的最大值。TSMC过调制时输出电压基波可以精确控制,输出电流电压波形质量好。     

双级矩阵变换器的过调制策略

针对双级矩阵变换器常规调制策略电压传输比低的问题,在不改变双级矩阵变换器拓扑结构的前提下,该文提出了一种可以提高电压传输比的双级矩阵变换器调制策略。该调制策略将双级矩阵变换器分为两级控制：整流级采用常规电流空间矢量合成法;逆变级根据电压传输比的不同要求将电压空间矢量调制区域分为线性调制区和过调制区。根据过调制程度要求的不同,又将过调制区域分为过调制区域Ⅰ和过调制区域Ⅱ,各个区域分别采用不同的调制模式控制逆变级的输出。论文从理论上分析了过调制策略的原理。仿真和实验结果表明, 双级矩阵变换器过调制时输出电压基波可以精确控制,谐波畸变率比较小,输入输出电流波形质量好。     

感应电机弱磁调速时SVPWM过调制策略研究

以提高感应电机弱磁调速时逆变器输出电压为目标,提出了一种新的空间矢量脉宽调制(SVPWM)线性过调制策略。结合交流异步电机磁场定向闭环控制的特点,在SVPWM过调制区域Ⅱ中采用一种线性幅值跟随过调制策略,而在过调制区域Ⅲ中采用了6步法,从而保证SVPWM在整个过调制区域都能获得最大调制比。实验结果表明,该方法能有效提高逆变器输出电压,有利于扩大弱磁调速系统基速以上的调速范围。     

Improvement of the input performance of a three-phase-single-phase matrix converter based on space vector modulation

A 6-switch three-phase to single-phase matrix converter (3-1MC) with independent neutral line is directly coupled to the input side through bidirectional switches, and the output ripple power produces low-frequency harmonics in the input side that are difficult to filter out. In this paper, the expressions of the frequencies and contents of the low-frequency harmonics are derived based on the principle of input-output instantaneous power conservation. Then, a 3-1MC topology with decoupling unit is studied and the working principle and process of improving the input performance are analyzed. Second, based on the relationship between the output side and the decoupling side modulation function, the influence of the introduction of the decoupling unit on the maximum voltage transfer ratio of 3-1MC is studied. The relationship between the voltage transfer ratio and parameters such as decoupling unit and output frequency is derived in detail. It is proved that maximum voltage transfer ratio of the topology is a nonlinear function related to system parameters. Then, the operating principle and modulation method of 3-1MC are discussed. A double-side current closed-loop control strategy based on space vector modulation under power decoupling conditions is proposed. Finally, an experimental platform is built to verify that the 3-1MC with decoupling unit can suppress the low-frequency harmonics in the input current at different output frequencies and effectively improve the performance of the input side. The results show that the 3-1MC with the decoupling unit is beneficial for use in single-phase applications.     

基于基波电压幅值线性输出控制的 SVPWM过调制新算法

传统的空间矢量脉宽调制（SVPWM）过调制控制需要预先存储大量的数据，系统存储量庞大，但控制精度却不理想。该文提出了一种新颖的基于基波电压幅值线性输出控制的SVPWM过调制算法，该算法不需要存储数据，能够使逆变器平滑的从线性调制工作状态过渡到六阶梯波工作状态，非常适合数字化应用。文中分析了应用该算法以后，逆变器输出电压的谐波畸变（THD）情况，以及主要谐波成分百分含量的变化情况，并和其它控制算法进行了技术指标对比。分析及相关实验证明，该算法具有输出基波电压增益线形、谐波电压含量低以及实现简单的优点，非常适合异步电机实际应用。