五桥臂逆变器驱动的双永磁同步电机系统占空比优化调制策略

以五桥臂电压源逆变器驱动两台三相永磁同步电机控制系统为研究对象,提出一种适合该系统的占空比优化调制策略。在空间矢量脉宽调制的基础上,分析逆变器驱动信号占空比的取值范围;为满足不同情况下公共桥臂的控制要求,分别对5个桥臂的占空比进行合理优化。该策略在两电机解耦控制的同时,有效减少了两电机受零电压矢量控制的时间,扩展了系统的调速范围,从而能提高直流母线电压的利用率。仿真和实验结果验证了该调制策略的可行性和有效性。     

五桥臂逆变器-双异步电机调速系统的零矢量交错模型预测控制

五桥臂逆变器-双异步电机调速系统采用模型预测控制相比于传统的矢量控制具有更好的动态性能,易于实现系统的全局性能优化,但却存在稳态性能差、计算量大难以实现、无法消除公共桥臂开关动作需求限制等问题。对此,提出一种零矢量交错模型预测控制(ZVI-MPC)方法,将空间矢量的概念与矢量合成原理引入到模型预测中,在一个采样周期中对每台逆变器均作用两个电压矢量(一个非零矢量和一个零矢量),利用无差拍理论计算两逆变器的非零矢量作用时间,结合公共桥臂开关需求,调节各矢量作用时间并按照零矢量交错原则进行开关状态分布,以避免出现公共桥臂开关动作需求冲突。该方法在任意采样周期内只需考虑12种有效矢量组合,大大减少预测控制计算量。仿真和实验结果表明采用零矢量交错模型预测控制,两台电机可独立稳定运行,且均具有良好的动静态性能,相比于传统模型预测控制方法,本文所提方法稳态性能更理想,且计算量显著减小,易于实现。     

一种基于零矢量调节的五桥臂逆变器调制方法

针对五桥臂逆变器传统调制方法存在的电压利用率低、有大量电压反向脉冲、开关损耗大等问题,提出一种基于零矢量调节的调制方法,该方法借鉴空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,通过调节整合两逆变器的零矢量分布,统合考虑公共桥臂脉宽需求,使其同时满足两台交流电机的需求。仿真和实验结果表明,该方法能实现两台交流电机在不同转速下的独立控制,且与传统调制方法相比,逆变器的电压利用率可提高一倍,电压反向脉冲和一个采样周期内开关动作次数均显著减少,从而验证了所提方法的有效性。     

基于有限状态机的五桥臂逆变器改进调制策略

针对五桥臂逆变器输出存在的反向电压脉冲问题,本文提出了一种基于有限状态机(finite state machine,FSM)的五桥臂逆变器改进调制策略.首先,深入分析了反向电压脉冲的产生机理以及给电机调速系统运行带来的危害.在上述分析的基础上,依据电压源逆变器空间矢量脉宽调制理论,通过对电压空间矢量脉宽分布进行优化调整,实现了改进的五桥臂逆变器调制策略,从机理上抑制了反向电压脉冲的产生.本文将提出的改进调制策略与原有的空间矢量脉宽调制策略进行了实验比较,实验结果表明该调制策略不仅实现了对两台电机的独立控制,而且有效的改善了五桥臂逆变器的输出电压质量,特别是使开关频率附近的电压高次谐波分量减小到原有的1/4.     

独立光伏系统中四桥臂逆变器的数字控制

光伏发电系统中三桥臂逆变器有很多不足,特别是在不平衡负载下。分析了三相半桥逆变器的缺陷和四桥臂逆变器在独立光伏发电系统的优点;介绍了四桥臂三相逆变器的三维空间矢量调制方法并对控制方法进行了仿真。     

五桥臂逆变器双永磁电机三矢量预测控制

在五桥臂逆变器双永磁电机系统中,传统预测控制策略是一个控制周期内每台电机上等效于只作用一个幅值、方向均固定的矢量,矢量调节范围有限,系统运行时电流波动较大.为减小双电机系统中电机电流波动,采用一种三矢量预测控制策略,该策略在每个控制周期内作用两个有效矢量和一个零矢量.首先依据两个有效矢量所对应公共桥臂的开关状态将其分组,然后通过两台电机各自独立的价值函数筛选出每组中最优的矢量组合,最后比较不同组的矢量组合,从中进一步选择系统最优矢量组合,并按规则合成五桥臂电压矢量作用于双电机系统.对矢量进行分组后,该策略每个控制周期只需要计算30次价值函数,有效减小了多矢量预测控制的计算次数.实验结果表明,与传统预测控制策略相比,该策略在保持动态响应快等优点的同时,有效减小了电流波动,并具备一定的抗参数扰动性,提高了系统的稳态性能.     

采用SVM控制的四桥臂三相逆变器

文章介绍了四桥臂三相逆变器的结构，其三相负载可以是平衡的或不平衡的、线性的或非线性的。由于第4桥臂的加入，空间矢量调制控制变得非常复杂，而且不能处理未知负载。分析了三相逆变器的中点电压这个关键量，提出了1种新的SVM控制方案，该方案易于实现并能带未知负载。仿真结果证实了该方案的可行性。     

五桥臂电压源逆变器两永磁同步电机驱动的研究

以五桥臂电压源逆变器驱动两台三相永磁同步电机控制系统为研究对象,采用半周期调制策略实现两电机速度的独立控制。结合两电机的d、q轴数学模型,分别设计两电机的无差拍电流控制器。相比传统的PI控制器,无差拍控制器能将下一拍的输出值直接给定为控制量的参考值,从而缩短了系统动态过程的调节时间。仿真和实验结果验证了无差拍控制器的快速性和有效性。     

适用于双模式场景下的三相四桥臂逆变器控制

适用于并网与离网双模式工作条件下三相逆变器是并网型微电网的重要核心设备,在此基于三相四桥臂(3P4L)逆变器电路拓扑,提出了一种基于同步坐标系下解耦控制与空间矢量调制技术相结合的逆变器控制策略.该策略既保证逆变器在离网独立运行模式下可实现较高的直流电压利用率,解决不平衡负载条件下的机端三相电压平衡问题,又可实现在并网工...     

基于新型双电压空间矢量调制的准Z源六桥臂电压源逆变器

传统多相逆变器输出电压幅值普遍低于输入电压。当负载过大,需要的直流母线电压会更高,相对应的滤波电容体积会更大,成本更高。在多相逆变器的传统控制中,死区设置的复杂性影响着输出波形的质量。针对这些缺点,将准Z源网络引入六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)中,在分析传统六桥臂逆变器空间矢量调制策略的基础上提出了一种新的带直通控制的双电压空间矢量调制策略。首先,分析准Z源六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)升压工作原理;接着,分析准Z源六桥臂电压源逆变器的电压矢量分布。在此基础上,详细阐述了所提出的带直通控制的双电压空间矢量调制策略以及两种基于直通零矢量作用时间分配的开关模式。最后,基于Matlab/Simulink进行仿真验证并设计了一台小功率样机进行实验验证。通过分析仿真与实验波形,充分验证准Z源六相逆变器及控制策略的正确性和可行性。     

变频器对电机性能的影响及其对策

目前广泛使用的变频器都会产生不同程度的高次谐波和dv/dt问题。为此 ,本文着重分析了高次谐波和dv/dt对异步电动机性能的影响 ,同时给出了一些解决问题的方法     

SVPWM逆变器供电下异步电机动态性能仿真

引入开关函数概念,建立了间矢量脉宽调制（SVPWM）逆变器供电下,异步电动机考虑主磁路饱和时的变频调速系统非线性数学模型,仿真系统的动态性能。模拟证实了SVPWM模式较SPWM模式,不仅减小了转矩脉动,同时提高了馈电给逆变器的直流电压利用率。     

DTC异步电机驱动系统中逆变器故障工况研究

为了寻求进行系统可靠性设计的依据,对直接转矩控制异步电机驱动系统中逆变器故障工况进行研究.通过对直接转矩控制原理的分析,指出系统运行工况的影响因素;对逆变器最常见的功率开关短路与开路故障工况进行仿真研究,其中功率开关短路故障工况指系统采取截止故障开关互补开关或截止所有开关两种保护方案之后的工况.仿真结果表明,短路故障后...     

基于PWM逆变器的直线感应电机参数辨识方法

针对直线感应电机初级漏感和次级漏感不相等的特性,提出了一种基于PWM逆变器的直线感应电机参数辨识方法,将堵转试验的等效电路改进后得到方程组计算电机的参数。将此方法应用于一额定电压30V的直线感应电机参数辨识中,试验结果与传统方法得到的试验结果比较,证明了所提出的方法提高了辨识精度。     

电动汽车用高性能电流型trans-Z源逆变器特性研究

鉴于对电动汽车驱动系统运行温度及可靠性的严格要求,提出基于高性能电流型trans-Z源逆变器电机驱动系统,其拓扑是一种具有升-降压功能的单级逆变器,具有能量双向流动的特点。该系统能够克服传统驱动系统中缺点与不足:具有输出电压的任意升-降压功能;无需直流母线电容,提供正弦驱动电压,同时降低了硬件成本、提高了整个驱动系统的可靠性。文中详细分析了系统工作原理并推导出不同运行模式的等效电路,建立多自由度控制下直通零状态、开路零状态与直流链电压增益的映射关系;明确了系统在不同模式下的运行范围,量化逆变器输出电压与控制变量及功率因数之间的关系。最后通过实验验证了理论分析的正确性与实用性。     

High‐performance doubly fed induction machine drive system using predictive direct torque control drive system fed by indirect matrix converters

This paper presents a novel predictive direct torque control for doubly fed induction machine based on indirect matrix converter (IMC), which is characterized by its simple structure, minimal‐torque ripple, and constant switching frequency. Nowadays, the control strategies based on predictive methods have proved their efficiency to improve drive systems capabilities. So, in this paper, one of the best predictive methods that have recently been suggested for doubly fed induction machine drive systems is applied to IMC. The purpose of this combination is to modify the control parameters and size/volume reduction of drive system structure, which is difficult to achieve in conventional systems based on voltage source inverters. The good tracking behavior with reduced torque and flux ripple for both motoring and generating modes as well as removing bulky electrolytic capacitor from the DC link of a converter resulted by using three vectors, two active vectors together with one zero vector per switching period, and applying these vectors to the inverter stage of IMC. To improve the motor drive system performance and reduce losses caused by snubber circuits, the rectifier four‐step commutation method in rectifier bridge is used. In the inverter stage, the predictive direct torque control method is employed. The simulation results of the proposed model confirm its effectiveness and accuracy. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

PWM逆变器——磁阻同步电动机驱动系统运行稳定性的分析

研究了由PWM逆变器供电的磁阻同步电动机的运行稳定性,导出了dq0坐标系中PWM 逆变器-磁阻电动机的小信号模型,以稳定度λ作为稳定性能的指标,应用Rout-Hurwitz判据判定系统的稳定性,并分析了电机和系统参数对运行稳定性的影响,所得结论对变频磁阻电动机的设计具有参考价值。     

一种降低转矩脉动和开关频率的异步电机DTC控制方法的研究

异步电机直接转矩控制(DTC)方法在数字实现时,由于电压矢量个数的有限和采样及数值运算带来的滞后,使稳态输出转矩的波动远大于给定转矩容差。提出一种新的DTC控制方法,可以在不增加功率管开关频率的前提下明显改善转矩和电流波动(尤其在低速时),且不增加硬件电路的复杂性。仿真实验证明了该方法的有效性。