H桥型五相感应电机SVPWM控制技术

多相感应电机较传统三相电机具有诸多的优势,但多相电机电压空间矢量多,控制复杂。针对该问题,建立了五相感应电机的数学模型,分析了H桥逆变器的结构与工作原理。对五相电机的电压空间矢量进行了分析与计算,综合考虑电压脉动与开关损耗等因素,给出了五相电机的电压空间矢量脉宽调制SVPWM（space vectors pulse width modulation）算法。该算法在MATLAB的仿真平台和基于双数字信号处理器DSP（digital signal processor）控制的变频调速系统上均予以实现,证明了方法的有效性。     

五相逆变器的空间矢量PWM控制

多相逆变器由于电压矢量的增加，其空间矢量PWM(SVPWM)控制同三相电机相比具有更大的灵活性，文中通过对五相逆变器电压矢量空间的分析，认为多相逆变器空间矢量PWM控制的线性调制范围及形成的电机定子磁通要优于三相电机。根据五相逆变器的结构特点，在传统的最近两矢量SVPWM(NTV-SVPWM)控制的基础上，提出了两种新的五相逆变器SVPWM控制方式：最近四矢量SVPWM(NFV-SVPWM)控制和最小开关损耗SVPWM(MSL-SVPWM)控制。推导了3种控制方式下的目标输出电压函数及波形，通过对比分析，认为：NTV-SVPWM控制含有较大的低次谐波，不适宜用于多相控制：NFV-SVPWM控制的输出谐波最小，MSL-SVPWM控制的开关损耗最小，分别适用于低调制指数和高调制指数工作区。利用MATLAB对五相同步电机调速控制系统进行了仿真研究，仿真结果验证了上述结论。     

改进的五相电压源逆变器SVPWM算法

根据五相系统基波空间的大空间电压矢量在三次谐波空间相应地变成小空间电压矢量的特点,在五相电压源逆变器最近四矢量SVPWM算法的基础上,提出了一种改进的SVPWM算法。新算法能够同时合成基波空间和三次谐波空间的参考电压矢量。以电压源逆变器供电的五相永磁同步电机的驱动系统为例,搭建了基于Simulink的仿真模型,仿真结果表明:采用改进的SVPWM算法能够同时控制定子基波和3次谐波电流,定子电流近似于平顶波,定子电流峰值降低,电机性能得到提高。     

最小开关损耗两相调制SVPWM控制及算法研究

由于传统的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)算法存在计算复杂、损耗人的缺点,影响了逆变控制系统的整体性能.对传统SVPWM控制的算法进行了改进,提出了最小开关损耗的两相调制SVPWM改进算法.仿真和实验结果表明,改进算法减少了中间变量的运算,降低了开关频率,从而减小了开关损耗.     

五相三电平逆变器最小开关损耗SVPWM研究

本文针对五相永磁同步电动机,构建了三电平逆变器供电的调速系统。在对五相三电平逆变器的电压空间矢量进行详细分析的基础上,通过合理选择冗余矢量,提出了五相三电平逆变器最小开关损耗SVPWM(MSLSVPWM)控制方法。该控制方法开关损耗最小,并可有效降低开关器件的最大开关电流,并通过仿真实验对该控制算法进行了验证。     

基于载波的五相永磁容错电机SVPWM算法

为避免五相永磁容错电机空间矢量脉宽调制(SVPWM)推导及实现的复杂性,分析基于载波的脉宽调制(CPWM)和SVPWM算法的原理,研究SVPWM算法中两种不同零电压矢量作用时间的分配机制,提出一种零序电压谐波注入策略,实现等效于SVPWM的CPWM算法。该零序电压谐波由每个PWM周期内电机最大和最小相电压构成。理论分析表明该算法与传统SVPWM等效且实现简单。仿真和实验结果表明该算法达到了SVPWM的控制效果。     

五相容错式磁通切换永磁电机SVPWM控制

五相容错式磁通切换永磁(FT-FSPM)电机是一种新型多相永磁无刷电机。分析了五相电机工作原理和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的32个空间电压矢量,并以第二扇区为例,采用相邻最近四矢量算法推导了该电机的开关顺序表和电压作用时间,并对开关时间和扇区进行了仿真,设计了基于SVPWM的五相FT-FSPM电机控制策略,搭建了系统实验平台,仿真和实验结果表明,该方法可以有效实现五相FT-FSPM电机系统控制,并具有较好的动态性能。     

多相电机统一SVPWM调制及无速度传感器控制实现方法研究

针对多相电机统一SVPWM调制实现问题及多相电机全阶观测器无速度传感器矢量控制的实现问题,在传统三相电机零序电压注入SPWM实现SVPWM调制的基础上,推导了多相电机统一SVPWM实现方法和多相电机矢量控制统一坐标变换理论及基于全阶观测器的无速度传感器矢量控制理论。以五相异步电机为例,研究了零序电压注入方法下的SVPWM电压利用率提高百分比、五相异步电机基于全阶观测器的无速度传感器矢量控制,并在五相异步电机实验平台上进行了实验验证。实验结果表明提出的统一SVPWM调制方法可以提高电压利用率、优化谐波性能。统一多相电机全阶观测器无速度传感器矢量控制可以实现多相电机无传感器控制、减小系统成本、提高系统可靠性。     

基于优化SVPWM方法的伺服控制的研究

简单介绍了空间矢量脉宽调制( SVPWM)算法的原理及流程,提出SVPWM的控制方式存在功率开关器件的开关损耗问题和对公共电网所产生的谐波干扰问题,因此采用最小开关损耗的零矢量分配方法的优化策略对这两点不足进行弥补,通过计算确定了优化永磁电机性能的可行性.最后搭建实验平台,对提出的新方法进行实验,实验仿真结果清晰地表明...     

一种新颖两相调制SVPWM控制策略研究

针对传统空间电压矢量脉宽调制存在的问题,提出一种新颖空间电压矢量脉宽调制方案。在对传统SVPWM方案进行分析的基础上,采用两相调制方法,根据负载功率因数角选取各扇区内的零电压矢量。该策略使电流在过零时及电流最大时桥臂不换流,使得器件开关频率降低了1/3,且在电流过零时,避免了对该相的死区补偿。仿真及实验结果表明该优化SVPWM控制策略能有效改善电流波形,降低开关损耗,消除了传统方案需要检测电流方向的弊端,且算法简单,易于实现。     

新型SVPWM调制方法研究

在阐述传统SVPWM调制方式的基础上,推导出了SVPWM的一种新型调制方法。该方法直接利用三相相电压的大小进行简单的大小判断即可得到空间矢量所在扇区,同时利用三相相电压的简单加减运算就可以得到非零矢量的导通时间,避免了传统SVPWM算法中三相到两相的Clark坐标变换、三角函数计算等过程,简化了SVPWM算法步骤,实现方式简单快速,实时性强。最后利用该算法对一台三相异步电动机进行了仿真,仿真结果验证了该算法的正确性。     

基于优化SVPWM三相VSR的仿真与研究

介绍了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构和电压定向控制(VOC)的基本原理。针对三相VSR传统中电压空间矢量(SVPWM)算法的缺陷性,提出了一种优化SVPWM调制方法。该方法利用电压空间矢量旋转的幅角来判断扇区,并由相电压的电压差值计算基本电压矢量的作用时间,完全省略了坐标变换和三角函数计算,化简了SVPWM算法步骤。经过MATLAB/SIMULINK建立电压定向控制(VOC)仿真模型,可以证明该优化SVPWM算法的正确性,为改进三相VSR的硬件设计提供了依据。     

盘式感应电机SVPWM矢量控制系统建模仿真

针对盘式感应电机的参数特点,建立了盘式感应电机的数学模型和矢量控制模型。根据空间矢量脉宽调制原理和转子磁场定向的感应电机矢量控制理论,在Matlab/Simulink环境下建立了基于空间矢量脉宽调制的盘式感应电机矢量控制仿真模型,并利用模块化的设计思想对仿真模型进行了简化.分别对采用PWM和SVP-WM两种调制方式的矢量控制系统进行仿真,对仿真结果进行了分析和比较,结果表明SVPWM矢量控制系统转速响应迅速,电流、转矩波动小,仿真结果验证了建模方法的有效性。     

基于谐波抑制的共母线开绕组永磁同步电机减振控制

为了减少共母线开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)驱动系统中的电流谐波,抑制由径向电磁力引发的电机振动,提出了一种基于零序电流闭环的零矢量重分配随机开关频率空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。该算法通过选取的零矢量产生共模电压,抵消由非零电压矢量带来的共模电压,将零序电流闭环后动态抑制零序电流,有效地减少了相电流3次谐波含量。同时,针对调制策略固有的相电流高频谐波分量,通过SVPWM中开关频率随机化,使得开关频率及其整数倍处高频谐波幅值大大减少。试验结果表明,该方法能有效降低高低频段电流谐波幅值,实现OW-PMSM全频段的减振控制。     

异步电机智能空间矢量控制系统的研究

在分析研究空间矢量脉宽调制（SVPWM）原理及应用的基础上,设计了一种基于人工神经网络（ANN）的SVPWM控制器。该控制器充分利用ANN快速并行处理能力、学习能力和容错能力,以减少谐波成分及其损耗,降低电机转矩脉动,提高感应电机矢量控制系统的动稳态性能。通过与传统的SVPWM矢量控制系统的仿真分析比较,表明了基于该控制器的调速系统,具有更低的谐波成分和更好的稳态性能及鲁棒性。     

Space vector pulse‐width modulation theory and solution for Z‐source inverters with maximum constant boost control

The theory of space vector pulse‐width modulation (SVPWM) technique for the three‐phase Z‐source inverter has been introduced in detail, and a novel implementation scheme based on the maximum constant boost control method is presented in this paper. Like the traditional carrier‐based maximum constant boost control strategy, the proposed control method is able to achieve the maximum voltage boost ability while always keeping the shoot‐through duty ratio constant. Besides, it inherits the advantages from the SVPWM technique. Compared with carrier‐based strategies, it has wider linear operation range and is easier for digital implementation. The number of switching transition in each switching cycle is reduced, which significantly decreases switching losses. To investigate the advantages of lessening switching losses, three optimal switching patterns are proposed and compared with the carrier‐based strategy. It is demonstrated that the number of switching transition can be reduced by 60% at most by the proposed SVPWM‐based control method. All the theoretical analysis has been validated by the simulation results in MATLAB/Simulink at last. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于dSPACE空间电压矢量PWM设计与实现

通过分析空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,基于dSPACE的快速控制原型(RCP)方式,提出了一种SVPWM的实现方法,并将SVPWM控制算法下载到实时硬件中实现了三相感应电动机的实时控制。实验结果表明,基于dSPACE平台可以快速验证算法的可行性,缩短感应电动机控制系统的开发周期。     

不同空间矢量调制算法的共模电压抑制性能对比研究

三相逆变器供电的电驱系统中往往会产生幅值较高、高频交变的共模电压,对电驱系统的电磁兼容性、电机轴承寿命等产生危害。为抑制共模电压,分析了SVPWM调制算法下共模电压的生成机理,对AZSPWM1、NSPWM、TSPWM等共模电压抑制算法进行了仿真与分析。结果表明种调制算法均能有效地抑制共模电压,TSPWM算法的开关损耗较低、线性调制区域无限制,综合性能较优,但3种调制算法的电机相电流谐波含量均比SVPWM高。试验结果为共模电压抑制方案的选择进一步提供了理论依据和指导。