一种变频器相电流采样重构技术

在变频器交流调速的闭环控制方案中,对电动机三相电流进行采样是一个核心环节。为了降低控制低成本、减少体积、高效率,本文根据相电流、直流母线电流及逆变器开关状态之间的关系,提出了一种基于单电阻采样直流母线电流的方式进行电机相电流的重构方案。该方案通过空间电压矢量移相的方法解决了三相电流重构的难点。仿真和试验结果表明了该方法的有效性和正确性。     

基于相电流重构的永磁同步电动机直接转矩控制

对永磁同步电动机控制系统来说,只使用一个直流母线侧电流,传感器来估计三个相电流,可以最大限度地减少电流传感器的个数,从而降低成本,并减小电机的体积和重量。以往电流重构的过程中对开关过程过分依赖,若对某些电流采样失效的特殊区域处理不当将造成电压损失。提出了一种新的相电流重构方法,根据永磁同步电动机的动态方程以及不同开关状态时直流侧代表不同相电流的特性,将两者结合来重构相电流。该方法降低了对开关状态的依赖,提高了相电流重构精度。仿真实验证明,该方法重构出的相电流值具有高度准确性。     

基于母线电流传感器的相电流重构方法

针对使用三相电压源型逆变器的直流母线电流传感器信息,重构电机相电流方法中存在非可测量区域的问题,在分析相电流重构基本原则和现有脉冲宽度调制(PWM)信号修整方法的基础上,提出了通过平移桥臂开关状态波形来修整PWM信号的方法,该方法不增加功率器件的开关损耗,且满足非零电压空间矢量最小作用时间的要求.应用空间电压矢量分析方法证明了修整后的PWM信号在一个开关周期内不改变参考电压的幅值及相位,从而保证了电机相电流具有低的谐波畸变率.以交流永磁电机驱动系统为例进行了实验研究,结果表明采用该方法在稳态和瞬态的情况下都能够精确重构电机相电流.     

交流伺服控制系统中电机相电流重构技术

在分析PWM模式下逆变器换流的基础上,提出空间矢量PWM控制方式下的交流电动机相电流重构技术。所提方法在TMS320F2407DSP控制器上予以实现,实验结果验证了方法的正确性和有效性。     

逆变器供电的感应电机驱动系统故障仿真研究

研究了一种基于开关函数概念的逆变器仿真模型,在MATLAB/SIMULINK环境下,利用工具箱内部的基本模块建立了逆变器开关元件短路、开路及同桥臂两开关元件同时开路状态下的仿真模块.利用电动机的数学模型,编制了电动机s函数.针对不同故障模式,只需改变开关函数模块即可方便实现逆变器电机驱动系统的不同状态仿真.研究了不同故障模式下的电机相电流和转矩波形,仿真结果表明电机相电流可以作为故障特征实现逆变器故障检测与诊断.     

基于相空间重构和模糊聚类的永磁同步电机直接转矩控制系统逆变器故障诊断

提出一种基于相空间重构技术(RPS)的逆变器故障诊断方法，适用于永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统中最常见的三种逆变器故障：单个功率开关短路、开路与一相桥臂开路故障的诊断。采用相空间重构理论，通过合理设计参数，仅需分析逆变器正常与不同故障状态下一相电流的轨迹特征，便可得到表征系统故障特征的不同形状、直观的轨迹图形。再通过采用一种聚类验证准则确定出模糊C均值算法中的合适聚类数，基于此准则设计了一个模糊C均值聚类算法。最后通过对PMSM DTC系统逆变器不同运行状态下的重构电流轨迹及其模糊C均值聚类测试结果，说明了所提出方法对逆变器故障诊断的有效性。     

基于单电阻电流采样的矢量控制算法研究

在电动机交流调速的闭环调速控制方案中,对电动机电流的采样是一个非常重要的环节。在低成本应用场合,为了降低控制成本,减小体积,根据母线电流和电机相电流的关系而形成的单电阻电流采样及相电流重构方法具有很大的竞争优势。分析了一种可以实现全区域单电阻电流采样及相电流重构的方法,在结合异步电动机矢量控制的基础上对此单电阻电流采样方法进行了仿真及实验研究,实验结果验证了该方法的正确性和可行性。     

一种三电平逆变器输出电压重构方法

电压源逆变器输出电压的准确重构对于交流电机驱动系统的磁链观测和速度估计非常重要.详细分析了利用直流母线电压、逆变器三相开关管状态和电压空间矢量时序图进行输出电压重构的过程,在三电平实验平台上对3 kW异步电机通过改进型电压模型进行了磁链位置估算实验.忽略死区的影响,能够正确地估算每相输出电压,试验结果表明该方法具有降低...     

永磁同步电机驱动系统逆变器容错重构控制

针对永磁同步电机(PMSM)驱动系统在逆变器故障状态下的容错控制,讨论了容错逆变器的拓扑结构,分析了六开关三相逆变器和四开关三相逆变器驱动系统输出电压空间矢量及其对系统性能的影响。研制了一个基于常规六开关逆变器的容错辅助控制电路,实现了容错逆变器在故障下的重构。针对PMSM直接转矩控制系统的实验研究,验证了容错辅助控制电路设计的正确性,证明采用容错逆变器可实现驱动系统的不间断运行。     

有源电力滤波器相电流互感器容错控制

为了实现有源电力滤波器(APF)在交流侧电流互感器故障状态下的可靠运行,提出一种基于相电流重构的交流侧电流互感器容错控制策略。通过分析相电流重构应用在滞环SVPWM控制中的不足,提出在相电流重构中设计状态观测器。构建有源电力滤波器的电流闭环观测模型,用观测出的电流值来对存在缺失的重构电流进行修正,解决了相电流重构技术运用在滞环SVPWM控制中重构电流不完全的问题,实现了APF系统的带故障运行。在Matlab/Simulink中进行仿真验证,并在实验样机中进行实验,结果均证明了该容错策略的正确性和可行性。     

串并联谐振DC-AC变换器原理分析、建模及仿真

针对串联谐振和并联谐振直流环节变换器存在的谐振峰值电压过高,谐振峰值电流过大的缺点,提出了串并联谐振直流环节变换器拓扑概念。新型软开关变换器的主要优点为：谐振峰值电压可以控制在输入直流电源电压Ｕｓ,谐振频率高,谐振电路开关元件少,控制简单,且各种ＰＷＭ调制策略均可适用。文中分析了该变换器的荼原理,建立了系统的数学模型,进行了多种工作条件下的计算机仿真与实验研究。仿真与实验结果证明了该新型变换器工作     

双极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究

提出并深入研究了高频脉冲交流环节逆变器电路拓扑族及其双极性移相控制策略。借助周波变换器换流重叠和输出滤波电感电流极性选择 ,该双极性移相控制策略实现了变压器漏感能量和滤波电感电流的自然换流 ,解决了这类逆变器固有的电压过冲和换流重叠期间周波变换的环流现象 ,实现了逆变桥功率器件的ZVS开关和周波变换器功率器件的ZCS开关。仿真与原理试验结果均证实了这种双极性移相控制策略的可行性和理论分析的正确性     

A control method for the matrix converter based on virtual AC/DC/AC conversion using carrier comparison method

This paper proposes a novel control method based on the virtual AC/DC/AC conversion for the matrix converter. The virtual AC/DC/AC conversion method is a very simple strategy to control the input current and the output voltage for the matrix converter. There are two new topics proposed in this paper. First, this paper proposes the minimum switching loss modulation on the virtual rectifier. In our proposed modulation, only two arms switching in the virtual rectifier using DC link current control by the virtual inverter can obtain clean sinusoidal input current. Second, a novel lean controlled carrier modulation on the virtual inverter is proposed. The leans of the triangle carrier are controlled by the duty ratio of the rectifier side pulse. The lean controlled carrier reduces harmonic distortion of the input current by avoiding interference between the rectifier control and the inverter control. These new proposals are confirmed by simulation and experimental results. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 152(3): 65–73, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20144     

大功率逆变电源峰值电流控制模式的研究

提出了一种将峰值电流控制模式与移相软开关技术相结合的新型弧焊逆变电源。探讨了峰值电流控制系统的结构与稳定性。实验结果表明，采用峰值电流模式的逆变器能够实现全范围的软开关，并且具有良好的限流和自校正能力，可以有效的解决功率变压器的偏磁问题。     

新型零电压软开关弧焊逆变器仿真及实验研究

文章采用新型软开关电路拓扑，结合应用移相控制软开关技术和电流峰值控制技术，研制出一种新型软开关弧焊逆变器。仿真和实验结果表明，所研制的弧焊逆变器能够实现全范围的软开关，并且具有良好的限流和自校正能力，可以有效的解决功率变压器的偏磁问题。     

Zero-switching-loss inverters for high-power applications

The development of zero switching loss inverters has attracted much interest for industrial applications. Two topologies for realizing zero switching losses in high-power converters are proposed. The actively clamped resonant DC link inverter uses the concept of a lossless active clamp to restrict voltage stresses to only 1.3-1.5 supply voltage. For applications demanding substantially better spectral performance, the resonant pole inverter (RPI), also called the quasi-resonant current mode inverter, is proposed as a viable topology. Using only six devices rated at supply voltage, this circuit transfers the resonant components to the AC side of each phase and thus requires additional inductor and capacitor (LC) components. On the other hand, the RPI is capable of true pulsewidth modulation (PWM) operation at high frequency as opposed to discrete pulse modulation operation found in resonant DC link invertors     

Newly proposed hybrid resonant commutation bridge‐leg link snubber‐assisted three‐phase ZVZCS‐PWM soft‐switching inverter

This paper presents the newly proposed hybrid resonant commutation bridge‐leg link (HRCB) snubber circuit which can achieve zero voltage and zero current soft‐switching commutation for single‐phase and three‐phase voltage source‐type inverter, along with its unique features and operation principle. The circuit parameter design approach for the HRCB snubber circuit and the determination estimating scheme of the gate pulse timing processing which is more suitable and acceptable for single‐phase and space voltage vector modulated three‐phase voltage source inverter using the HRCB snubber circuit are described in this paper. In particular, the three‐phase voltage source soft‐switching inverter associated with the proposed HRCB circuits are evaluated and discussed from simulation and experimental viewpoints. The practical effectiveness of the HRCB snubber‐assisted three‐phase voltage source soft‐switching inverter using IGBT power modules which is based on the instantaneous space voltage vector modulation is clarified on the output voltage waveform, actual efficiency of electromagnetic noise in comparison with three‐phase voltage source‐type conventional hard‐switching inverter. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 157(4): 75–84, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20111     

全桥软开关高频直流静止变流器的研究

提出一种新颖的全桥-全桥式静止变流器的电路拓扑结构,该变流器采用综合软开关技术,以实现逆变器环节的软开关。研制了1kVA全桥软开关高频直流环节静止变流器。仿真与实验结果表明,该静止变流器输出电压的谐波畸变率仅为THD=1.4%,并实现了软开关。     

一种三相软开关逆变器的特性分析与仿真研究

阐述了一种基于交流谐振环节的三相PWM逆变器零电压转换(ZVT)拓扑电路的工作特性及其控制方法,在该ZVT软开关拓扑电路的基础上,深入研究了逆变器的换向过程,重点讨论了辅助谐振电路的工作特性及谐振电感换流过程,并针对辅助谐振电感反向恢复问题,提出了采用基于谐振电感电流反馈的谐振周期控制算法,仿真结果验证了理论研究的正确性,实现了所有功率开关器件的软开关动作而无反向恢复现象。