PWM逆变器输出对异步电动机的不利影响及其抑制分析

文章通过分析,揭示了PWM逆变器驱动的异步电机调速系统时的三个主要的不利影响,即PWM逆变器输出产生的异步电动机端部绕组过电压、谐波电流、以及共模电压。并结合过电压、谐波电流、以及共模电压的特点与产生的机理,分析了仿真研究所需的电缆与异步电动机的数学模型建立的思路与方法,并阐述了不同结构和安置地点的滤波器的设计思想,指出滤波器设计时,应综合考虑的几个重要因素。     

无刷直流电动机的开环调速机械特性研究

基于星形三相六状态工作模式的无刷直流电动机的等效电路和电压回路方程,对调节PWM占空比和调节直流电源电压两种调速方式的无刷直流电动机的开环机械特性表达式进行了推导.对一样机的两种调速方式开环机械特性进行了仿真和实验分析.仿真和实验结果验证了推导的机械特性表达式的正确性.调节PWM占空比调速时,空载和轻载由于电流不连续,机械特性较软,随着负载增加,电流连续,机械特性变硬.调节直流电源电压调速时,电枢电流始终保持连续,机械特性较硬.分析了PWM开关频率、电枢电感对机械特性的影响,所得结论为无刷直流电动机及控制器设计中相关参数的选择提供了理论依据.     

想想看

1．直流电动机用晶闸管无级调速和PWM脉宽调速。输出的电压都是脉动的。为什么前者会恶化电动机性能而后者却不会？ 尽管直流电动机用晶闸管无级调速和PWM脉宽调速,输出的都是脉动电压。但晶闸管无级调速输出的脉动电压是50Hz低频脉动电压,既不能用电容器滤波,又很难用电抗器平滑．对电动机工作很不利,火花大、温升高、效率降低。用PWM脉宽调速,虽然输出电压也是脉动电压,但它的频率高,一般在10～20kHz,所以外部不须滤波,只靠直流电动机的电枢电感和续流二极管就可使电流平滑．对电动机工作有利。     

PWM交流调速的一种优化脉宽调制方法

PWM交流调速的脉宽调制有各种不同的方法。我们研究了一种以转速波动指标最小为原则的调制方法。首先,经过电机的矩阵分析及谐波电流、谐波转矩分析,导出谐波转矩△T的表达式及转速波动指标FMT与PWM电压波形中开关点的关系:     

变频器谐波对电机效率的影响分析

随着变频调速系统在电力系统的广泠应用,为降低谐波对调速系统的影响。首先从理论上分析了目前调速系统中广泛使用的PWM调制方式的电压型变频器输出中可能存在的电压和电流谐波分量,并利用Matlab的Powersys库研究了PWM调制方式下的电压型变频器输出的各种谐波含量,并通过实例验证谐波对电机效率的影响。对变频调速系统中电机及变频器的选型提供一定的理论参考。     

低谐波不等匝绕组在变频电机中运用

近年来交流调速获得飞跃的发展,而交流调速中最活跃,发展最快的就是变频调速,它是交流调速中的一种主要机种,其优点是高精度的转速、节能、实现高速驱动。在变频调速中电动机由变频器供电,与传统工频正弦波供电的电动机存在着很大区别。不论哪种形式的变频器在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流,以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例,     

Z源变频调速系统及其空间矢量PWM控制方法

提出了一种新型的Z源变频调速系统及其空间矢量PWM控制方法.该系统采用近期刚提出的一种Z型LC网络[1]代替传统电压源型变频调速系统中的直流链大电容器.由此可以得到以下一些传统变频调速系统无法得到的新特性:①可以输出任何希望的电压值;②在电网电压跌落时具有度越系统故障能力;③降低网测电流谐波和冲击电流.仿真结果证明了该Z源型变频调速系统的上述新特性和空间矢量PWM控制方法的有效性.     

基于电流型PWM变流器的绕线转子感应电动机调速系统研究

利用电流型PWM变流器实现了绕线转子感应电动机串级调速,通过对变流器矢量控制方案的研究,实现了在调速的同时转子能量的回馈,同时利用转子回馈能量对电动机的功率因数进行补偿,使功率因数接近为1.0.调速系统具有可靠性高、寿命长、谐波含量小、成本低等优点.实验证明了方案的可行性.     

《电气传动》一九八七年 目次

综述 期号电气控制技术及其发展展望1直流PWM技术的发展2 交流传动新型矢量坐标变换电路3异步电机变频调速的强磁定同控制4微机矢最控制PWM变频调速系统三相PWM波形的 实时计算‘一种新的异步电动机矢盈控制系统线性化动态结构图5用晶体管斩波器控制转子电阻的感应电动机双闭环调 速系统.转差频率控制电流变频器一异步电动机稳速系统6CSIM交流传动系统的矢量控制参数设计方法4数字锁相环用于异步电动机电轴系统的理论探讨4自沁波式串激无换向器调速系统2高效率抑制PWM逆变器谐波的梯形调制信号6交交变频器动态小环流控制2带短路圈的…     

交-交变频多相同步电动机调速系统谐波转矩分析

多相同步电动机用作舰船的推进电机有着广泛的应用前景.以十二相同步电动机系统为例,从十二相交-交变频器输出谐波电压入手,分析推导了交-交变频十二相同步电动机调速系统输出谐波转矩的解析计算公式.通过一个具体算例,计算得到了其主要次谐波的频谱,结果表明,其谐波转矩近似为零.理论计算结果得到了仿真和试验的验证,仿真和试验结果均表明,交-交变频十二相同步电动机调速系统转矩谐波情况比三相系统有了很大改善.     

基于DSP实现对称SVPWM矢量控制的变频调速系统

介绍了DSPTMS32 0LF2 4 0 7的性能特点及其在变频调速系统中的特殊应用。讨论了对称SVPWM的基本原理以及基于LF2 4 0 7的矢量控制变频调速系统。用这种方法能减少逆变器输出电压的谐波成分和功率器件的开关损耗,可以更有效地利用电源电压。并给出了变频调速控制系统原理图、程序软件设计的SVPWM中断服务子程序流程图以及实验结果。     

基于RBF神经网络的SVPWM研究

论述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,提出利用径向基(RBF)网络实现SVPWM的方法;并在Matlab下结合神经网络工具箱进了仿真研究。仿真结果表明,RBF-SVPWM收敛速度快、误差精度高,使用该方法建立的异步电动机控制系统具有更小的定子电流谐波和转矩脉动。     

基于PWM整流器双PFC模型的电机能量回馈系统

用PWM整流器取代通用变频器的二极管整流电路,采用双PWM整流器/逆变器,设计了电机能量回馈系统。通过分析PWM整流器的数学模型,提出了一种基于α-β静止参考坐标系的PWM整流器双功率因数校正变换器(PFC)定频控制策略。在两相静止坐标系中将PWM整流器等效为2个与传统单相PFC类似的电路结构,然后根据电压空间矢量调制理论,分析了开关信号由两相静止坐标系到三相静止坐标系变换的控制策略。实验结果表明,该系统不仅能够将电机机械能转化的电能有效地回馈到电网,而且能够有效抑制注入电网的谐波,实现网侧单位功率因数控制。     

一种抑制非理想反电势的BLDC电机转矩脉动的方法

转矩特性是电机性能的重要指标,而抑制转矩脉动是无刷直流机(BLDC motors)控制领域中的关键技术之一.本文针对非理想反电势的无刷直流机,对转矩脉动谐波构成进行了推导,分析了转矩脉动和反电动势谐波、电流谐波的关系,提出了一种基于离线反电势测量的优化电流算法,结合空间电压PWM,实现了抑制转矩脉动的电流闭环控制.仿真和实验证明,该方法可以显著抑制转矩六次谐波,是一种有效的改善无刷直流机转矩性能的方案.     

低功耗三相电压空间矢量调制的逆变器特性研究

为了提高直流电压利用率,减少谐波,在三相逆变器中采用电压空间矢量调制技术取代SPWM技术,合理放置零矢量,选择恰当的开关频率,降低开关损耗。采用双重傅里叶变换对输出谐波进行了定量分析,在Matlab环境下对空间电压矢量调制和SPWM进行频谱对比分析,结果表明,电压空间矢量调制下直流电压利用率提高了15%,谐波含量减小,谐波幅值也大大降低。     

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。     

空间矢量脉宽调制方法的研究

分析了三相交流电机空间矢量脉宽调制的原理,探讨了采用空间矢量脉宽调制三相桥式电压型逆变器的电压输出能力。在集成DSP电机控制器ADMC331软硬件结构的基础上,编制了空间矢量脉宽调制软件,并给出了相应的实验结果。     

全数字式SVPWM控制的异步电动机变频调速系统

由于传统的矢量控制技术对电动机参数依赖大,电机运行后的参数变化对系统性能影响大,而电压空间矢量控制技术,采用磁链环路通过对电压矢量的控制,可以得到逼近圆形的磁链轨迹,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。以80C 196M C单片机为控制器,以IPM为主功率开关器件,设计出异步电动机全数字式SVPWM电压空间矢量控制系统,并给出软件编程和硬件电路,通过利用M ATLAB的S IMUL INK工具对其进行的仿真研究,证实了该系统具有提高电压利用率、抑制电流谐波等方面的优势。     

共直流母线五相双逆变器共模电压抑制策略

由双逆变器驱动的五相开绕组电机在单一直流电压源供电时,PWM矢量调制策略将使逆变系统不可避免地产生共模电压。研究了一种消除五相双逆变器系统共模电压的方法。该方法利用最近四矢量空间矢量脉宽调制以及空间电压矢量解耦的原理将给定参考电压矢量分解为两个大小相等、方向互为144°的等效参考电压矢量,并由两个五相逆变器分别单独产生,以此抑制双逆变器系统共模电压。仿真模型验证了该方法的正确性和有效性。     

PWM可逆变流器空间电压矢量控制技术的研究

为了提高PWM可逆变流器电流跟踪性能,提出了以电流偏差微分矢量进行电流跟踪控制的新方案,当电流偏差较大时,选择适当的空间电压矢量,使其对应的电流偏差微分矢量具有与电流偏差矢量方向相反的最大分量,以获得电流的快速响应;当电流偏差较小时,则选择适当的空间电压矢量,使其对应的电流偏差微分矢量具有与电流偏差矢量方向相反的最小分量以抑制电流谐波;当电流偏差很小时,则不进行空间电压矢量切换,以限定开关频率,实验结果表明：新方案通过简单的空间电压矢量切换,在限定开关频率条件下,使电流获得快速响应的同时抑制了电流谐波。