采用过调制技术的矩阵变换器应用技术研究

矩阵变换器MC(Matrix Converter)是一种新型的电力电子功率变换器,但现有的MC电压传输比低(<0.866),制约了MC的应用。在介绍MC双空间矢量脉宽调制技术原理的基础上,提出适合MC的过调制方法,研究了MC输出电压传输特性及其谐波分布。通过Matlab/Simulink仿真及样机实验,分析比较了线性调制(0相似文献   

基于电流谐波优化的混合脉宽调制策略

受轨道车辆牵引功率大、开关频率低的限制,牵引传动系统多采用低频区异步调制,基频以上单脉冲调制的脉宽调制方式,且在中频过渡区通常需采用优化同步调制以达到改善变流器输出特性的目的。电流谐波最小脉宽调制技术(CHMPWM)是优化同步调制的一种,它以电机电流谐波整体最优为目标进行调制,有助于高性能电流闭环控制的实现,近年来受到广泛关注。对基于电流谐波优化的混合脉宽调制策略展开研究,首先分析CHMPWM的开关角求解方法及不同开关角分布方式对其性能的影响,并从电流谐波、转矩脉动等方面与特定谐波消除脉宽调制技术(SHEPWM)进行对比;然后完成基于现场可编程门阵列(FPGA)构架的混合脉宽调制技术,并实现不同调制模式间的平滑过渡。最后对所提方法进行仿真和实验验证。     

一种NPC型三电平变流器虚拟空间矢量调制策略的快速算法研究

在NPC型三电平变流器的调制策略中,虚拟空间矢量调制策略(Virtual Space Vector PWM,VSVPWM)是一种全调制度系数和全功率因数中点电压无波动的调制策略,但该调制策略的具体实现过程较为繁琐。分析了VSVPWM策略的基本原理,在此基础上提出了一种三电平VSVPWM策略的快速等效算法-各相电平作用时间计算法,这种快速算法不需进行传统三电平VSVPWM的复杂运算,更易于数字化实现。仿真和实验验证了文中理论分析的正确性。     

一种简化的三相电流型PWM整流器控制方法

三相电流型脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器一般采用三值逻辑的正弦波脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)调制方法,因而在任一时间区间都至少有3个开关同时处于PWM控制状态,且需设置叠流时间。为了简化该整流器的控制过程,提出了一种三相电流型整流器控制方法,在任一时间区间只需1个开关管进行PWM控制,不需设置叠流时间,且只需进行开环控制。分析了简化调制方法的原理,给出控制系统的结构和控制策略,对系统性能进行理论计算。理论计算表明相电流的总谐波畸变率为4. 64%,功率因数可达0. 999。通过仿真研究验证了该方法的正确性与有效性。     

双随机调制技术及其功率谱密度特性分析

电力电子系统中，其开关运行方式对电磁兼容性会产生很大的影响。该文从硬开关技术的角度，提出的双随机调制技术能够有效地抑制和减小传导电磁干扰(EMI)，而不需增加额外设备。应用统计通信原理，建立了双随机调制开关函数的功率谱密度理论模型，实验结果表明了双随机调制技术比任何一种单随机调制具有更好的削减峰值和遣散功率谱的效果，从而有利于改善电力电子系统的电磁兼容性(EMC)。     

PWM整流器的SVPWM统一快速算法和谐波分析法

传统两电平空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法的流程复杂,计算量比较大.本文从三相桥臂与调制电压占空比之间的关系,分离出中间变量以及自由变量,将调制算法转换为满足约束条件的自由变量的选择,并证明了此方法与传统SVPWM算法等效.提出的算法不需坐标变换...     

一种APF新型脉冲宽度调制方法

针对有源电力滤波器(APF)中开关损耗与开关使用寿命问题,提出一种基于不连续脉冲宽度调制(DPWM)策略的优化调制方法。该方法将零矢量作用时间优化,降低每个调制周期内功率器件的开关次数。通过DPWM_(max)与DPWM_(min)相结合来优化调制电压的选择,使功率器件处于大电流时保持箝位。该调制方法原理简单,易于理解与实现。与传统空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)相比,新的调制方法可在满足调制要求的前提下提高开关使用寿命并降低开关损耗。仿真与实验结果验证了该调制策略的有效性。     

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...     

磁调制器的理论和计算(四)

(七) 磁调制器的传输特性磁调制器在反馈控制系统应用时,除灵敏度、零误差及噪声特性外,尚需知道调制回路的传输特性。如用磁调制器构成负反馈直流放大器时需了解直流输入电压及反馈电压流入信号绕组之直流电流的传递函数,     

一种以降低逆变器开关损耗为目标并考虑中点电位平衡的适用于中点钳位式三电平逆变器的调制方法

介绍了中点钳位式(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器载波脉冲宽度调制(carrier-based pulse width modulation,CBPWM)、空间矢量脉冲宽度调制(space vector PWM,SVPWM)、最小开关损耗脉冲宽度调制(switching loss minimize PWM,SLPWM)3种典型的调制策略。当中点电位偏移时,提出了一种非对称载波脉冲宽度调制(asymmetric carrier disposition PWM,ASPDPWM)策略,可以在中点电位偏移时输出正确的PWM序列,有效抑制逆变器输出的低频谐波含量。分析了基于载波移位脉冲宽度调制(carrier disposition PWM,PDPWM)策略的中点电位平衡方法。提出了一种SLMPWM和PDPWM混合调制策略,这两种调制策略的切换采用滞环控制方式。在实验室搭建了NPC三电平逆变器实验平台,通过阻感性负载和永磁同步电机负载验证了混合调制策略的有效性。实验结果验证了SLMPWM和PDPWM的混合调制策略能够有效降低开关损耗和控制中点电位。     

基于FPGA的特定谐波消除法数字实现

提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的特定谐波消除算法（SHEPWM）全数字实现方案。首先,利用计算机辅助设计软件,离线计算稳态时消除特定次谐波的开关角,并得到0.055~1.155范围内的调制度与开关角的关系曲线。采用3次多项式对调制度-开关角曲线进行分段线性拟合,计算出拟合系数,并将其存入FPGA的逻辑单元中。在矢量控制中,通过控制环得到参考电压矢量的幅值与相位,由幅值与直流母线电压计算调制度,并通过拟合系数实时计算出开关角,判断参考电压矢量相位所处的开关角区间,并输出相应的开关状态。实验结果证明了方案的有效性。     

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。     

一种三电平特定消谐脉宽调制的优化方法

在静止无功补偿装置的各种脉宽调制策略中,特定消谐是一种常用的方法。该文以三电平三单相配电网静止无功补偿器为研究对象,将数值方法求解三电平特定消谐开关角度的问题细分为两种情况,分别给出了各自适用的迭代初值公式。在此基础上,提出了一种开关角度的优化方法,使逆变器输出电压在较低的开关频率下获得更好的谐波特性。算例和实验结果均表明,该优化方法具有良好的收敛性,可以获得较好的消谐效果。     

NPC三电平双PWM变换器直流母线电流的重构

基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,建立了二极管箝位(NPC)三电平逆变器直流母线电流的高频数学模型。根据有功功率平衡,提出一种直流母线电流的重构方法。从快速傅里叶变换(FFT)和交流侧有功功率2个方面对所提重构方法的误差进行了分析。最后,基于NPC三电平双PWM变换器的前馈控制完成了直流母线电流重构的实验。结果表明所提直流母线电流重构方法可行、有效,且实现简单、计算量较少。     

适用于三电平逆变器的特定谐波消除脉宽调制方法

特定谐波消除脉宽调制方法SHEPWM近来受到人们的普遍关注，其通过开关时刻的优化选择，消除选定的低次谐波，具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等一系列显著优点。本文首先针对1/4周期对称的脉宽调制波形，研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法，提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法，使得求解非线性方程组的速度明显加快；根据非线性方程组的数值解，用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究；用小功率MOSFET管构成二极管箝位三电平逆变器实验电路模型，以双DSP中压变频控制平台为控制器，对三电平SHEPWM方法进行实验研究。仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点。     

三电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法的研究

特定谐波消除SHEPWM，通过开关时刻的优化选择，消除选定的低频次谐波，具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等一系列显著优点，所以受到人们的普遍关注。该文首先针对1／4周期对称的脉宽调制波形，研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法，提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法，使得求解非线性方程组的速度明显加快；根据非线性方程组的数值解，用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究；用小功率MOSFET管构成二极管箝位三电平逆变器实验电路模型，以双DSP中压变频控制平台为控制器，对三电平SHEPWM方法进行实验研究。仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点。     

基于Walsh函数的SHEPWM技术在电流型多电平变流器中的应用

随着高温超导储能技术的发展,电流型变流器的储能效率问题必将得到解决,电流型多电平变流器(CSC)将在电力系统中得到广泛应用。本文以一种新型单相五电平变流器为例,研究了SHEPWM技术在电流型多电平变流器中的应用。利用基于Walsh函数把其对应的Fourier域内的非线性超越方程组转化为线性代数方程组,求解出了开关角关于基波幅值的分段线形方程,从而可实现输出电流的特定谐波抑制和在线控制。     

链式多电平变换器特定谐波消除脉宽调制方法研究

链式多电平变换器调制方法中,特定谐波消除脉宽调制SHEPWM(SelectedHarmonicElimi-nationPulseWidthModulation)具有输出波形质量高、消除谐波效果好、直流电压利用率高等优点。研究了链式多电平变换器的SHEPWM技术,针对其1/4周期对称的阶梯波形,给出了一种每个H桥开关频率相同的控制方法,同时列出了该方法下的链式多电平变换器的SHEPWM通用非线性超越方程组,重点提出了利用单个H桥的开关角度叠加求取初值的方法。以5电平链式多电平变换器为例,通过Matlab仿真证明了结论的正确性。     

串联H桥多电平变换器平衡特性研究

近年来,串联H桥多电平变换器在高压大功率应用场合越来越受到重视,然而这种拓扑结构随着控制策略的不同,存有系统工作不平衡问题。如在梯形波调制方式中,就会有各个H桥单元直流电源功率不平衡;而在选择谐波消去脉冲宽度调制SHEPWM(Selected Harmonic Eliminate Pulse Width Modulation)方法中,则有各个H桥单元功率开关管开关次数不相等和导通负荷不一致等问题,因此在梯形波调制策略中,利用串联H桥合成输出电平开关状态冗余的特点,给出了一种在一个输出周期内就可以实现各桥直流电源功率平衡的方法,便于减小中间直流电压波动和直流电容体积．而针对传统的SHEPWM方法存在各个H桥单元功率开关管开关次数不相等和导通负荷不一致问题．给出了一种变载波频率的SHEPWM方法使得各H桥开关管开关次数相等,这样各串联H桥功率开关管就可以得到充分利用以及各H桥直流电源充放电次数相等。最后,通过频谱分析,验证了这些方法的可行性。     

永磁偏置磁轴承三电平PWM开关功放的研究

针对永磁偏置的磁轴承开关功放需要实现低纹波的问题,提出了一种新颖的三电平PWM控制方法．并给出了具体实现电路。通过三电平与传统的两电平PWM开关功放的对比实验验证了该方案的可行性。