基于通用多电平SVPWM算法的三电平无速度传感器矢量控制系统

多电平变换器在高压大容量工业场合得到了广泛应用,采用合适的PWM控制策略是多电平变换器应用的关键.基于虚坐标系的空间矢量PWM算法主要包括两个部分:一是根据参考矢量计算合成基本矢量的作用时间;二是根据控制策略对零序分量进行控制选择合适的开关状态.应用该算法在一个三电平二极管钳位型逆变器上实现了异步电机的无速度传感器矢量控制,实验结果验证了其有效性和可行性.     

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.     

基于矢量分解的多电平逆变器简化SVPWM算法

为进一步提升多电平逆变器空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法的计算效率,并增强其拓展性,提出了一种基于矢量分解的简化算法.介绍了一种基于虚拟作用时间的两电平SVPWM算法,不需经过区域判断即可实现基本电压矢量作用时间的统一计算,从而减少算法计算量;通过将参考矢量分解为多电平基本矢量和两电平参考矢量,将多电平空间中电压矢量的合成转化到两电平空间下进行,从而简化多电平SVPWM算法的实现.采用该算法生成多电平基本矢量作用序列及计算其作用时间的复杂度与电平数无关,扩展性较强,便于将其应用于多电平逆变器中.通过三相五电平NPC/H桥逆变器的PSCAD仿真及三电平逆变器的样机实验证明了所提方法的有效性.     

基于零序分量注入的三电平PWM整流器目标优化控制

三电平PWM整流器具有功率因数可控、能量双向流动等优点,适合于中压大容量的应用场合.通过分析PWM整流器的数学模型建立了三电平PWM整流器矢量控制系统,根据空间矢量PWM和载波PWM的本质联系,以及选择冗余矢量的本质含义,提出了一套基于零序分量注入的多电平变换器PWM算法.根据所选择控制目标的不同,注入最优零序分量,该算法避开了寻找合成矢量和作用时间的复杂计算,对多电平系统具有通用性.本文将其应用于三电平PWM整流器控制系统中,实验结果验证了该算法的可行性,整流器在单位功率因数运行的同时,实现电容中点电压平衡,降低了开关损耗.     

单相级联型多电平逆变器一维空间矢量调制方法

电压空间矢量脉宽调制算法在应用于多电平变换器场合时存在计算复杂、扩展性差的缺点。针对单相级联型多电平逆变器,结合错时采样原理,提出一种简化一维空间矢量调制算法。通过简单运算可以得到一维电压矢量的选取和相应的作用时间,并合理选择优化的开关导通序列,同时利用冗余开关状态实现死区,有效地避免了桥臂直通的危险。仿真和实验结果证明了本文提出调制方法的正确性和可行性。     

五电平NPC-HB逆变器快速空间矢量调制算法的研究

针对多电平空间矢量调制算法在实际应用中复杂、计算量大等缺点,研究了一种快速的空间矢量调制算法,并运用到五电平NPC-HB桥逆变器中,简化了矢量定位及作用时间的求解过程,分析了NPC-HB五电平逆变器的工作原理,考虑到五电平逆变器含有125种开关状态,提出了减小开关频率及损耗的冗余开关状态选择方法。通过实验样机验证了该算法的有效性和可行性。     

一种简化三电平SVPWM的感应电动机矢量控制方法

针对二极管箝位型(NPC)三电平逆变器控制中传统调制算法复杂的缺点,提出一种简化三电平SV-PWM的矢量控制方法。通过将三电平空间电压矢量分解为二电平空间电压矢量,对参考电压矢量进行平移,得到各个基本矢量的作用时间和选择合适的开关状态,从而减小三电平逆变器的矢量控制的计算量。仿真和实验表明,基于该方法的三电平逆变器控制既简化了控制计算,又能保持整个电机控制系统良好的动、静态性能。     

二极管箝位三电平逆变器空间矢量PWM的仿真

在介绍二极管箝位三电平逆变器空间矢量PWM原理基础上,提出了一种三电平逆变器空间矢量PWM实现方法,并在MATLAB下建立了空间矢量PWM的仿真模型,根据三电平逆变器空间矢量PWM算法给出了二极管箝位三电平逆变器中电容中点电压的控制策略。仿真实验结果证实了所提出的空间矢量PWM方法是可行有效的。     

基于矩阵变换的N电平逆变器通用SVPWM算法

增加逆变器的电平数是将逆变技术应用到高压大容量场合有效的解决方案.但是随着电平数的增加,其空间矢量调制算法(SVPWM)也越来越复杂.本文在研究2电平逆变器与任意电平逆变器之间的SVPWM本质联系的基础上,提出了一种基于矩阵变换的多电平SVPWM算法.采用最近相邻三矢量(NTV)合成原则,任意电平SVPWM控制中矢量选择和作用时间都可由2电平逆变器的矢量作用时间的计算结果获得,并且推导出任意电平SVPWM算法与2电平SVPWM算法可以通过一个线性矩阵转换.最后,仿真分析了算法的可移植性问题,实验验证了算法满足多电平控制系统中的实时性要求.     

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.     

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。     

多电平变换器简化虚拟矢量PWM及应用

二极管钳位型变换器存在着直流母线电容电压不平衡的问题,对于多电平(>3)拓扑,传统空间矢量PWM在单位功率因数且调制比高于0.55时无法实现中点电压平衡,已有的虚拟矢量PWM随着电平数的增多计算负担急剧增加。针对这一问题,该文提出一种简化虚拟矢量PWM算法,通过组合2个或多个相邻的开关状态来定义新的虚拟开关状态,使得每个虚拟开关状态下流过所有中性点的电流相等,从而保证理想稳态条件下中点电压的自平衡。另外,简化虚拟PWM将任意电平的空间矢量图转换为三电平空间矢量图,简化了子扇区的辨识和占空比的计算。对五电平二极管钳位型变换器的仿真和实验结果表明,简化虚拟矢量PWM可以在全调制比和全功率因数范围内实现直流母线中点电压平衡,验证了该算法的有效性。     

多电平最优空间矢量PWM控制方法的研究

空间矢量PWM控制方法已在常规二电平板式逆变器广泛应用，而由于电平数增多，采用常规的空间矢量调制方法从数以百计千计的矢量中选取合适的矢量非常困难，因此多电平变流器的控制只用于电平数目较低如三电平、四电平或五电平。该文提供了一种新型的用于多电平变流器的多电平最优空间矢量PWM控制方案（MOSV PWM）。这种控制方法基于空间矢量PWM控制的思想，从三相参考电压得到8个待选空间矢量和参考电压矢量，然后选择与参考电压矢量最近的空间矢量。这种方法微机执行时间短且执行时间与电平数目无关，不受电平数目增加的影响，还可以与最优开关频率PWM法同时使用以提高调制系数。采用异步电动机调速系统对这一方法进行了验证。     

简化矢量的多电平逆变器共模电压抑制方法

在高压变频传动领域,共模电压问题尤为突出.首先以有源中点箝位型五电平(ANPC-5L)逆变器为例进行分析,提出了一种基于简化空间矢量的多电平逆变器共模电压的抑制方法.通过建立变换器输出共模电压的数学模型,分析多电平变换器各开关状态与共模电压之间的关系,以最小共模电压为控制目标剔除不满足要求的开关状态,从而减少多电平电压空间矢量对应冗余开关状态的数量.得益于冗余开关状态数量的降低,不仅共模电压得到了很好地抑制,同时还极大地降低了多电平电压空间矢量脉宽调制策略的实现难度.最后通过实验结果验证了所提共模电压抑制方法的正确性和有效性.     

多电平逆变器PWM控制方法的研究

近年来,多电平逆变器在大功率场合应用越来越广泛.基于空间矢量原理提出了一种新的多电平PWM控制方法,这种PWM方法称为多电平最优空间矢量PWM方法(MOSV PWM),可用于多电平串联逆变器供电的压频比控制的异步电动机调速系统.仿真结果表明,MOSV PWM方法与多电平载波方法和单脉冲法相比有许多优点,可以在线实现,输出线电压THD低,开关频率低.这种方法可以推广用于其它类型的多电平逆变器,除电机传动外还可以用于静态无功补偿和其它FACTS场合.     

基于静止坐标系空间电压矢量三电平逆变器的控制策略

在分析三电平逆变器空间电压矢量控制的基础上,提出了一种基于静止坐标系SVPWM控制策略。该控制策略在常规空间电压矢量调制（SVPWM）的基础上,将直角坐标系转换为静止坐标系,对三角形区域判断规则、合成参考电压矢量的计算和PWM信号的产生方法进行了研究。该算法不仅计算简单,易于实现,通过仿真验证了该控制策略的正确性及有效性。     

二极管箝位五电平变换器的直流均压SVPWM快速算法

提出一种适用于二极管箝位多电平变换器的均压多电平SVPWM快速算法,该算法在α′β′坐标系下将多电平SVPWM算法中的参考矢量变换、顶点坐标计算、矢量判区和作用时间计算等分解为快速简单的计算,继而通过遍历所有冗余开关矢量,预测下一开关周期内冗余开关矢量对直流电容电压的影响,选择输出可使直流电容电压回归均衡值能力最强的最优开关矢量。仿真结果比较了传统PWM算法和所提均压多电平SVPWM算法,验证了所提算法的有效性。最后设计了基于可编程逻辑器件的SVPWM算法的控制核心,通过小容量实验系统研究验证了所提算法良好的动静态性能。     

单元串联多电平逆变器PWM方法比较研究

探讨了几种现有的多电平逆变器的脉冲宽度调制PWM(Pulse Width Modulation)方法,提出了一种多电平最优空间矢量方法,该方法通过选取最优空间矢量确定三相最佳电平组合,得到三相电压实际电平值,从而生成三相PWM控制模式。并与现有的PWM方法进行了比较。仿真结果说明多电平最优空间矢量方法具有开关频率低、总谐波含量低的优点。     

三电平逆变器空间矢量控制算法研究

二极管钳位式三电平逆变器由于其自身的优点,使其在高压大功率场合得到广泛的应用.对三电平逆变器的工作原理进行了分析,针对该逆变器采用了空间矢量算法进行控制.该算法给出了参考矢量所在位置的判断规则、开关矢量的作用顺序;针对该主电路特有的中点不平衡问题,提出通过调节正负小矢量作用时间来维持中点平衡的方法,并通过仿真进行了验证.