基于ATmega128的VVVF中频电源设计

基于ATmega128单片机的智能化特点,设计了一种新型变压变频中频电源.该电源采用斩波调压和逆变调频相结合的方法实现变压变频功能,具有电压、频率独立调节的优点.与传统SPWM方式相比,利用面积中心等效法原理产生SPWM信号,输出波形具有更好的对称度,显著减小了高次谐波分量.为验证理论分析,设计了一台1kW/2kHz的实验样机.实验结果表明,该电源电压幅值和频率可实现独立调节而互不干涉,结构简单,在内圆磨床和电动工具等应用中频电源的领域具有很好的实用价值.     

阻塞斩波三相交交变频电源的FPGA控制实现

变频技术是重要的节能技术,所以针对低频或转速不恒定的节能设备,提出了基于FPGA数字控制的三相交交直接变频电源技术。用VHDL语言对主控芯片FPGA编写程序,其输出的高频SPWM信号经驱动电路后作为电源和负载间开关MOSFET的控制信号。MOSFET周期性地部分阻塞电源不能达到负载来改变输出电压的频率,同时在放行的时区斩波来改变输出电压的幅值。基于Matlab仿真平台,对系统进行了建模和仿真,仿真结果验证了该技术的正确性。最后给出了频率为7.14 Hz和2.63 Hz的实验波形,实验结果证明了该技术的可行性。     

基于TMS320F2812的多任务SPWM设计方法

介绍了一种基于多任务不对称规则采样的SPWM波形生成方法.利用高性能TMS320F2812型DSP中EVA事件管理器的周期中断和下溢中断产生脉宽调制波.在编制程序时根据各任务功能及其重要性设置不同的任务级别和不同的循环执行时间.将这种多中断、多任务SPWM编程设计方法应用在输出功率5 kW的变频电源上,通过对电源输出电压的频谱分析可知,多中断不对称规则采样法实现的SPWM输出波形优于对称规则采样法.     

变频调速时电动机的机械特性分析

变频调速时,电压随频率调节规律和负载的性质有关.为充分发挥电机转矩的能力,维持主磁通不变或者保持电动机过载能力不变,利用恒转矩和恒功率两种变频调速,保证电动机稳定的输出机械特性.     

单极性弱倍频SPWM逆变器控制技术

单极性倍频正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)驱动波半周内的矩形脉冲数为偶数(倍数)。该驱动方法在输出电压波形对应基波电压峰值的部分有一个最小的关断脉冲,当系统高功率因数时,会产生很大的损耗。针对这一问题,考虑取消在输出电压波形对应基波电压峰值处的最小关断脉冲,使驱动波半周内的矩形脉冲数为奇数,形成单极性弱倍频SPWM控制的新方法。根据现有的SPWM控制方法,建立了逆变器仿真模型,分析了单极性弱倍频控制下逆变器输出电压的谐波含量和开关器件的损耗。在理论和仿真分析的基础上搭建了硬件平台,实验验证该方法相比单极性倍频SPWM在保持谐波总含量基本不变的情况下,降低了开关损耗。实验的结果表明在新的控制方式下逆变器效率提升1.6%~2.0%。     

基于脉冲阻塞原理的三相AC/AC系统等脉宽斩波控制

针对传统的三相AC/AC变频电路特点,提出了一种新的电路拓扑,仅用6个功率器件即可实现三相AC/AC变频功能.提出基于脉冲阻塞原理的等脉宽斩波控制策略,取代传统的移相控制策略施加于该电路拓扑,实现了三相输出电压幅值、频率分别可调或同时可调.对等脉宽斩波控制策略进行了详细的理论分析.根据期望输出电压的不同频率和幅值.利用...     

基于函数发生器的电解电源的设计

设计了一款输出频率从10～100 Hz可变的电解电源,提供了完整的设计实现方案。输出电流100 A,采用函数发生器芯片ICL8038和脉宽调制芯片SG3525控制,可输出正弦波、三角波、方波以及梯形波等多种波形,用于电解电容中铝箔制造工艺的优化选择。     

超宽输入范围反激辅助电源设计

宽范围输入范围反激电源设计困难,但是针对实际应用中对辅助电源的需要,使用电流控制型脉宽调制芯片OB2269,设计了一款300~1 000 V的超宽输入的反激辅助电源。其输出有12 V/3 A、-12 V/0.5 A、24 V/2 A 3路直流输出。给出了该电源关键参数的计算及主要功率器件的选型,并通过实验样机给出了开关管电压波形,输出电压波形。计算了该电源的主要损耗,得到了输入电压与电源效率的曲线。实验结果表明,该电源具有输入电压宽、效率高、输出稳定等优点,可应用在具有超宽输入范围的电源中。     

交流变频调速的滑差频率矢量变频控制系统

从日本引进的GTRPWM型逆变系统构成的交流变频调速滑差频率矢量变频控制系统,根据电机参数和电流指令即可推出所需输出量,利用控制恒定的E/f,即可控制恒定的磁通φ=E_1/f=常量。维持滑差频率不变,就可获得近似于恒定转矩的输出特性。控制范围1:100;调频输出0.5Hz～53Hz。     

基于脉冲阻塞原理的六相连续型交-交变频电源

为充分体现交-交变频电源的优势,在传统的交-交变频技术和脉冲阻塞原理的基础上,论文提出了一种基于脉冲阻塞原理的六相连续型交-交变频电源。该变频电源采用全控型功率器件具有控制灵活、功率器件较少和成本较低等优点。通过脉冲阻塞和变脉宽斩波控制策略的理论分析,推导出了输出电压频率和幅值的相关表达式,实现了输出电压的变频调幅。最后,设计了以dSPACE为控制核心的六相连续型交-交变频电源的半实物仿真平台,分别在两种频率下完成相关实验。实验结果和理论分析一致,验证了基于脉冲阻塞原理的六相连续型交交变频电源的正确性及可行性。     

用于变频电机绝缘测试的PWM电压发生器

在变频电机绝缘测试中,重复脉冲方波电压不能完全模拟变频器输出的PWM电压反映变频电机绝缘失效机理,并且同一实验中使用不同电源影响实验数据的一致性。该文章设计了一台直接输出式PWM电压发生器,既可以输出模拟变频器实际的SPWM电压和SVPWM电压用于绝缘测试,又可以输出重复脉冲方波电压开展对比实验。首先,设计了基于FPGA的脉冲信号发生器,产生基波频率、开关频率可调的SPWM、SVPWM触发脉冲以及频率、占空比可调的重复方波脉冲;然后,设计了基于固态推挽开关的斩波器,在脉冲信号的触发下输出对应的双极性高压脉冲;最后,使用该脉冲电压发生器开展了SPWM电压下变频电机绝缘局部放电实验,验证了系统的可靠性和实用性。     

Induction Motors for Variable Frequency Power Supplies

Characteristics of variable frequency power supplies are compared, including sine wave, six-step square wave, and pulse width modulated (PWM) types. The effects of the complex voltage waveforms and variable frequency supplies on motor efficiency, heating, torque, winding stresses, and low speed pulsating torques are described. Possibilities for customizing induction motors for use with variable speed drives are considered.     

锁相环技术在大功率电机平稳切换中的应用研究

根据感应电动机的定子电压方程和相量图,对大功率电机变频转工频所存在的问题进行了理论分析,进而指出大功率电机变频转工频能否成功,关键在于变频转工频的瞬时工频电源与变频输出电源是否相位一致.并且提出在变频器内部集成锁相环,由于锁相环输入信号频率与VCO固有频率相等时,环路可消除起始偏差,因此锁相环能够迅速锁定变频器输出电压的相位和频率,保证工频电源和变频输出电源相位一致.现场工业试验成功地实现了大功率电机变频到工频的平稳切换,转换电流小,基本上实现了电机的无冲击起动.     

基于SOC的可调高压脉冲电源实现与控制

随着现代电力电子技术的不断进步,各种高精度的电子设备不断涌现,而这些设备的正常运行,都离不开电源系统的有效支持。本设计是基于紫外光电管测试系统而设计的一种高压脉冲电源,主要用于给紫外光电管系统供电,也可以用于给其他设备供电。利用SOC技术控制高频PWM调制来产生脉宽和频率可调的脉冲信号,用于对高压直流电源进行控制。经实践证明,在用户规定的频率范围内,其输出的脉冲电压幅度连续可调,电压调节方便、精度高,是一种稳定可靠的可调高压脉冲电源。     

基于氢闸流管的高压脉冲电源

针对高压脉冲电场杀菌技术对于系统核心部分高压脉冲电源的要求,设计一种输出脉冲电压峰值可达5～30 kV(100 V步进可调),输出脉冲频率为200~1 000 Hz可调,脉冲宽度为0.2~2μs可调,脉冲前沿<100 ns的高压脉冲电源。该系统利用单片机进行自动控制,通过可调直流高压电源和储能元件作为能源系统,利用氢闸流管作为主放电开关,控制脉冲峰值和频率,最后通过脉冲变压器升压在杀菌腔体的极板上得到所需的脉冲电场。     

变频器供电异步电动机绝缘系统概述

变频器供电异步电动机通常指变频调速电动机（以下简称电动机）。大多变频器输出PWM脉宽调制波形,含有大量谐波,将增加附加损耗。变频器输出电压的峰值较高,对电动机的绝缘造成严重的威胁,产生的高次谐波会导致电动机绝缘被击穿。由于变频电源的特殊性,以及系统对高速或低速运转、转速动态响应的需求,对作为动力主体的电动机,提出苛刻的要求,尤其是电动机绝缘系统。为更好地消除因变频器供电对电动机绝缘系统产生的不利影响,对电磁线槽绝缘、相间绝缘、浸渍漆、浸漆工艺予以概述。     

PWM脉冲波对电机绕组时变特性影响研究

以变频电机定子绕组为研究对象,分析变频器输出的脉宽调制（PWM）脉冲波频率、峰值、上升时间对电机绕组暂态电压分布特性的影响。研究结果显示,频率的增加对电机损耗有直接影响,进而通过损耗影响电压分布,频率和损耗的增加对绕组对地电压与匝间电压幅值都有一定的抑制作用。随着尖峰系数的增大,各线圈对地电压幅值都有所增加,且最大对地电压幅值位置由靠近中性点转移至电机端。尖峰系数对匝间电压分布影响相对较小,匝间电压的变化范围在60~75 V之间,不同尖峰系数下匝间电压分布均匀。脉冲上升沿时间对电压分布影响较大,随着脉冲上升沿时间的减少,对地电压及匝间电压成线性增加。上升沿时间对匝间电压幅值及分布的均匀程度起着决定性的影响。     

基于DSP的SVPWM电机变频控制研究

电压空间矢量控制技术就是根据磁链环路控制电压矢量,可以得到逼近圆形的磁链轨迹.电压矢量的合成采用电压脉宽调制技术,高速数据处理器根据电机反馈的位置信号,计算出参考电压矢量,然后通过对高速开关的通断控制,完成相电流的合成.电压空间矢量控制技术可以减小电机低频转矩脉动和谐波电流损耗,达到对速度转矩调整的目的.用该方法能减少逆变器输出电流的谐波成分及电动机的谐波损耗,更有效地利用电源电压,扩展了电动机的调速范围.本文设计了一种基于DSP处理器的电机控制方案,采用SVPWM技术,通过实验证明了该方案的可行性.     

The influence of mistuned motor parameters on vector control performance and on line slip frequency correction strategy for induction machine operated under one‐pulse PWM mode

In high‐power, high‐speed traction drive systems, the traction motor usually operates under one‐pulse PWM (pulse width modulation) mode (square wave) during high‐speed operation. The constant output voltage in this condition makes the traditional vector control inoperative anymore. In this paper, a modified vector control strategy using open‐loop current control instead of closed‐loop current control is proposed. The modified control strategy is specially designed for an induction motor operating under one‐pulse PWM mode. As the field orientation is greatly affected by the deviation in the parameters, the influence of mistuned rotor time constant and mutual inductance (which are regarded as the most important parameters for field orientation) on the performance of modified vector control is studied comprehensively, including the influence on estimated angle and amplitude of rotor flux, d/q‐axis voltage, and output torque. Subsequently, based on the comparison between the different methods, a new slip frequency correction strategy is proposed to maintain proper field orientation for the modified vector control. The new correction strategy is based on the q‐axis current component error. It is independent of the motor parameters and can be easily realized through minor calculations. The simulation and experimental results show that the proposed slip frequency correction strategy can not only eliminate rotor flux angle error in steady state but also effect rapid torque response during the transient process under one‐pulse PWM mode. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

高压变频交流脉冲原油脱水电源及其静电聚结特性

由于高压高频电力电子技术等方面因素的限制,采用传统变压器升压方式的大功率原油脱水电源仅能产生近似于方波交流的交流脉冲。为此,基于二次逆变式结构主回路、宽频升压变压器和全数字PWM控制电路,研制成功新型高压变频交流脉冲原油脱水电源。该电源交流脉冲输出电压可调节范围为100V～20kV,频率的可调节范围为200Hz～20k...