电动汽车用驱动电机测试平台多功能电源系统

电动汽车的驱动电机可以选用直流电机、感应电机和永磁同步电机等,这些电机进行测试时所需的馈电系统不同,无法在同一实验平台上进行试验。为此,开发了一个共直流母线的电动汽车用驱动电机系统测试平台,该测试平台能在不同电源工作模式下对不同电机进行试验。重点研发了适用于电动汽车驱动电机测试的多功能试验电源,该电源采用了交直流共用主回路拓扑结构分时输出,三重化DC/DC的直流调制策略和SVPWM过调制的交流调制策略,使得驱动电机系统测试平台不仅具有较高的能量利用率,还能适用于多种不同类型的驱动电机测试。最后,实验证明了所开发的驱动电机系统测试平台的可行性。     

新型混合不对称九电平逆变器的调制方法及输出频谱特性

介绍了一种新型混合不对称九电平逆变器,它由一不对称五电平逆变器和一全桥逆变器级联而得,级联逆变器的直流母线电压相等。该逆变器采用混合不对称调制方法,可使耐压器件和快速器件协同工作。构建了3种常用载波分布下的调制过程数学模型,从而通过Bennet扩展方法得到输出电压的严格数学表达,这有利于精确分析输出频谱。总结了所有工况下的输出波形频谱特性,并通过试验证实了所述方案的可行性。     

利用C504实现空间矢量调制和过调制

详细阐述了一种空间矢量调制和过调制的原因，并给出了利用C504实现的方法和实验电路，该方法不但可以产生相对其他方法更高的电压，而且谐波失真也很低。     

三电平逆变器SVPWM过调制控制策略综述

有效地利用过调制控制策略,能够提高逆变器的输出电压,对提高电动机的动态响应速度和扩大稳定运行区域具有重要意义.主要研究了过调制产生的原因,总结了几种典型的过调制控制策略,讨论了它们各自的优缺点,并指出了现有过调制控制策略中存在的问题.     

矩阵变换器的过调制策略

将矩阵变换器等效成虚拟的整流器和虚拟的逆变器,再将两者结合完成对矩阵变换器的电压调制。在虚拟逆变级采用过调制策略可提高矩阵变换器的电压传输比。对在虚拟逆变级采用的双模过调制模式I、模式Ⅱ过调制策略、单模过调制策略、基于极限轨迹法的过调制策略、基于人工神经网络的过调制策略加以总结,并分析出各自的优点及缺点。针对不同矩阵变换器的系统要求,采用不同的过调制方法。     

双级矩阵变换器的过调制策略

针对双级矩阵变换器常规调制策略电压传输比低的问题,在不改变双级矩阵变换器拓扑结构的前提下,该文提出了一种可以提高电压传输比的双级矩阵变换器调制策略。该调制策略将双级矩阵变换器分为两级控制：整流级采用常规电流空间矢量合成法;逆变级根据电压传输比的不同要求将电压空间矢量调制区域分为线性调制区和过调制区。根据过调制程度要求的不同,又将过调制区域分为过调制区域Ⅰ和过调制区域Ⅱ,各个区域分别采用不同的调制模式控制逆变级的输出。论文从理论上分析了过调制策略的原理。仿真和实验结果表明, 双级矩阵变换器过调制时输出电压基波可以精确控制,谐波畸变率比较小,输入输出电流波形质量好。     

适用于电流型变流器的空间矢量过调制策略

提出一种适用于电流型变流器(current source conver- ters, CSC)的空间矢量过调制策略。该方法根据调制比将整个过调制区域分为两部分,能实现变流器从线性区域到六脉波状态的平滑过渡,并且保证输出电流和调制比之间成线性关系。另外,该文也对逆变器输出电流的谐波畸变率和低次谐波含量进行了详尽分析,将此过调制策略应用于基于电流型变流器的不间断电源上,系统能够获得更快的动态响应和更高的输出功率,并通过仿真试验得以验证。     

基于SVPWM过调制的超前角弱磁控制永磁同步电机的策略研究

研究了电动车用内置式永磁同步电机的控制策略,提出了超前角弱磁控制与空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制结合的控制系统。超前角弱磁控制使用转速、电流和电压的3个闭环控制,电机端电压与直流侧电压组成电压控制环,产生电机弱磁的电流超前角直接给定交直轴电流。SVPWM过调制算法可以有效提高逆变器输出电压基波幅值,电机使用弱磁控制方式达到最大转速后使逆变器进入过调制状态,最大限度扩大转速范围。对该控制系统进行了仿真研究,仿真结果证明了理论分析的正确性和可行性。     

无电压限幅环节的无传感器永磁同步电机矢量控制技术

在电机高速弱磁或过载要求高的情况下,需要通过脉冲宽度调制(PWM)的过调制运行提高直流母线电压利用率。基于磁链观测的无传感器永磁同步电机矢量控制(磁场导向控制,FOC)技术具有算法简单、易实现等优点,但在过调制的情况下电压限幅环节会引起磁链观测及转子位置角估算误差。为提高PWM过调制情况下系统的控制性能,对传统的FOC控制框图进行了改进,省去了电压限幅环节并利用由占空比计算的实际电压对定子磁链进行估算。MATLAB仿真验证了改进方法的有效性。研究结果表明:该方法充分利用PWM调制自有的限幅特性,既能简化控制算法又能提高磁链观测精度,具有较好的技术经济性能。     

Asymmetrical modulation and overmodulation of parallel-connected NPC-PWM inverters

The neutral point clamped (NPC)-PWM inverter has significant advantages, such as its ability to operate motors with nearly sinusoidal current waveforms. For this reason, in larger-capacity inverter systems, NPC-PWM inverters using GTOs and the like have been put into practical use, because of great advantages to large-capacity ac motor drives, such as lower ripple currents and higher output voltages. With the spread of applications, inverters of still larger capacity are expected. However, since the capacities of such switching devices are insufficient, a certain technique and controlling method are proposed for the parallel connection of NPC inverters. In this paper, conventional modulation techniques are extended to improve the inverter characteristics; asymmetrical modulation and overmodulation techniques are introduced for the parallel-connected NPC inverter. In the proposed modulation strategies, the waveforms become more complicated, so that it is difficult to analyze the output waveforms. For those waveforms, an analytical waveform analysis method using the switching function is proposed. With such a method, the physical meaning of harmonic generation can be realized to some extent. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 120(2): 49–58, 1997