EV驱动用DSPM电机的—种新型分段电流斩波方式

外转子双凸极永磁电机运行在低速状态时,传统PWM调制方式的电流斩波只有单一的电流限值范围,这样造成调速系统效率降低、斩波的效果不好。本文提出一种新型的分段电流斩波方式,设计了电流限值给定电路和其他相关电路,根据电机运行在低速状态时的不同转速范围,将电流限值范围分为几段,而得到斩波信号,进行PWM调制的电流斩波,并且对桥臂上、下管进行轮换单斩,保证了每个开关管损耗的一致性,改善了系统效率,提高了可靠性。     

EV驱动用DSPM电机的一种新型分段电流斩波方式

外转子双凸极永磁电机运行在低速状态时,传统PWM 调制方式的电流斩波只有单一的电流限值范围,这样造成调速系统效率降低、斩波的效果不好.本文提出一种新型的分段电流斩波方式,设计了电流限值给定电路和其他相关电路,根据电机运行在低速状态时的不同转速范围,将电流限值范围分为几段,而得到斩波信号,进行PWM 调制的电流斩波,并且对桥臂上、下管进行轮换单斩, 保证了每个开关管损耗的一致性,改善了系统效率, 提高了可靠性.     

永磁无刷电动机能量回馈制动调制方式比较

根据永磁无刷电动机制动过程PWM控制的开关管的方式不同,可以分为半桥调制制动方式和全桥调制制动方式。针对这两种不同的制动方式,应用状态方程和逆变器-电机系统状态图比较分析其各自的续流过程和充电过程,并以实验验证。分析和实验结果表明,采用上下桥臂同时斩波的全桥调制方式具有更高的制动效率和更小的制动转矩脉动,更加适用于电动汽车工况。     

基于桥臂轮换法的逆变电源新技术

介绍了单极性桥臂轮换法PWM新技术的工作原理。设计了一种低成本、高精度的单相全桥逆变电源。基于单极性正弦脉冲宽度调制实现桥臂轮换法PWM新技术,并通过数字信号处理器DSP实现软件算法。实验结果表明,该设计方案能够有效的将直流电逆变为交流电,并确保输出电压波形的稳定,达到良好的效果。     

五桥臂逆变器驱动双异步电机调速系统的调制方法研究

在电力机车、电动汽车以及一些工业应用中,常需要两台或者两台以上的电机并联运行.因此,系统中需要多个逆变器.为了降低成本,针对两台电机独立控制的需求,本文研究了采用五桥臂逆变器拓扑的控制系统,并提出了一种适用于五桥臂逆变器的改进型七段式PWM调制方式.该调制方式基于传统的空间矢量脉宽调制技术,通过将控制周期进行分区来实现...     

单极性SPWM调制方式下逆变器效率对比

全桥逆变器的单极性SPWM调制方式有单臂斩波、带同臂互补的单臂斩波、双臂斩波、带同臂互补的双臂斩波4种方式。通过分析逆变器的损耗组成,对比研究了4种调制方式下逆变器在开关次数、开关软硬动作状态和导通状态方面的异同,理论计算了采用不同调制方式时损耗的变化,分析得到:在小功率状态下加入同臂互补以后,开关损耗不变,导通损耗减少,此时,利用加入同臂互补斩波驱动的逆变器效率更高。最后搭建了实验平台,通过实验结果对比验证了理论分析的正确性。     

永磁无刷直流电动机非换相区间转矩特性研究

分析了5种PWM调制方式对永磁无刷直流电动机(BLDCM)非导通相电流和非换相期间转矩脉动的影响.理论推导得到:单斩上桥调制关断时,截止相在其反电动势小于零的30°区间产生续流;单斩下桥调制关断时,截止相在其反电动势大于零的30°区间产生续流;双斩调制时,截止相不会续流.非换相期间,电磁转矩脉动主要来源于PWM调制关断时的续流,单斩调制两相续流转矩脉动小于三相续流转矩脉动,单斩调制转矩脉动小于双斩调制转矩脉动.通过仿真实验,验证了理论分析结果的正确性.     

三相PFC整流器改进单周期控制策略

三相PFC变换器的单周期控制因其控制简单,无需乘法器及采样输入电压受到广泛研究。传统单周期控制策略中,变换器输入电感电流采样直接作为调制信号与载波交割产生PWM信号,因此传统单周期控制策略中的PWM信号可视为通过SPWM方式所获得。在这种调制方法下,三相PFC变换器输出电压较高,直流母线电压利用率较低,不利于降低开关管耐压等级和提高系统效率。本文在分析3P4W系统中的三相四桥臂整流拓扑传统单周期控制策略基础上,提出变革传统单周期控制策略中的调制波波形,将3次谐波注入PWM调制(SAPWM)引入到单周期控制策略中。通过SAPWM调制可降低单周期控制的三相PFC变换器输出电压,提高直流母线电压利用率,进而有利于提高系统效率。改进的单周期控制策略同时可以推广到3P3W系统中的三相三桥臂整流、三相维也纳整流电路。系统仿真与实验验证了理论分析的正确性。     

无刷直流电机PWM调制方式与转矩脉动关系研究

针对无刷直流电机的双斩和四种单斩PWM调制方式，分析调制方式对电机稳态转矩脉动的影响．建立稳态及换向过程中电机相电流及电磁转矩的数学模型。基于Matlab无刷直流电机的仿真模型，研究换向转矩脉动与各种单斩PWM调制方式的关系。     

双凸极永磁电机中五种PWM控制方式下的电流拖尾现象

基于12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机,简要介绍了其基本工作原理,然后分别在五种基本的PWM控制方式下,对一周期每工作区间内关断相绕组的工作情况进行了研究.研究表明,除PWM双斩控制方式外,其余四种PWM单斩控制方式下,均会在关断相绕组中出现一类特殊的电流拖尾现象.本文对电流拖尾产生机理进行了详细推导和阐述,给出了不同PWM控制方式下绕组电流的典型波形及分析,探讨了电流拖尾对电机运行的影响.基于四种PWM单斩方式下电流拖尾产生机理的相似性,文末以单斩桥臂上管的H_pwm-L_on型控制方式为例,给出相关实验结果,验证了理论分析及结论的正确性.     

PWAM控制的Quasi-Z源电机驱动系统

针对传统的quasi-Z源电机驱动系统效率低、体积大等缺点,提出了一种新型的脉冲宽度幅值调制PWAM(pulse-width-amplitude-modulation)方法。与其他广泛应用于电机驱动系统中的PWM方法有很大不同,该调制方法中每个调制周期内只有一个桥臂的上下开关管进行PWM的开关动作。因此,整个逆变器的开关动作和开关损耗大大减少,电机驱动系统的效率也随之提高;与传统PWM方法相比,混合调制方法所需的电感、电容明显减小,这使得系统的体积减小,经济性更强。通过建立1 k W的quasi-Z源逆变器仿真模型,其仿真结果验证了基于PWAM的磁场定向控制的永磁同步电机具有良好的运行结果。     

Investigation of fault modes of voltage-fed inverter system forinduction motor drive

The reliability of power electronics systems is of paramount importance in industrial, commercial, aerospace, and military applications. The knowledge about the fault mode behavior of a converter system is extremely important from the standpoint of improved system design, protection, and fault tolerant control. This paper describes a systematic investigation into the various fault modes of a voltage-fed PWM inverter system for induction motor drives. After identifying all the fault modes, a preliminary mathematical analysis has been made for the key fault types, namely, input supply single line to ground fault, rectifier diode short circuit, inverter transistor base drive open, and inverter transistor short-circuit conditions. The predicted fault performances are then substantiated by simulation study. The study has been used to determine stresses in power circuit components and to evaluate satisfactory post-fault steady-state operating regions. The results are equally useful for better protection system design and easy fault diagnosis. They will be used to improve system reliability by using fault tolerant control     

基于双DSP的四路BLDCM位置伺服控制器设计

介绍了采用双DSP实现四路独立永磁无刷直流电机(BLDCM)的位置伺服控制,它结合了系统和负载的特点,并采用了数字滤波、非线性PID,以及改进双极型PWM控制方案等措施.非线性PID是根据位置给定信号和反馈信号,对位置环的PID参数进行分段处理;改进的双极型PWM控制策略是对传统双极型PWM进行修改,解决了系统灵敏度较低等问题.系统的控制器通过专用通信芯片从上位机得到位置给定信号并反馈实际位置信号,实现了控制器与外部数据传输的数字化.最后通过实验结果验证了该设计方案的合理性和有效性.     

数字式多相电流吸收负载研究

设计了基于数字控制的多相电流吸收负载。从系统可靠性与灵活性方面考虑,系统采取了以宽安全工作区的线性MOSFET作为能耗元件,以数字控制回路代替传统的模拟回路的方案。调制模式采用多相交错PWM的方案进行主动式电流纹波抑制,克服了数字电力电子系统中有限开关频率与有限采样率的问题;在此基础上设计了功率电路与采样电路;并根据系统模型设计了可用于恒流与脉冲电流负载模式的数字控制器。样机采用dsPIC33FJ64GS606为主控芯片实现高精度四路交错PWM与实时控制;实验测试表明,该电流吸收负载具有较好的稳态、动态特性,可用于未来数字化的电源测试设备。     

A three‐vector‐based direct power control strategy for three‐phase voltage source PWM converters

For traditional direct power control strategy, there exist high steady‐state power ripples and large current harmonics. To solve this problem, this work proposes a novel three‐vector‐based direct power control strategy for three‐phase voltage source pulse‐width‐modulated (PWM) converters. Different from traditional predictive direct power control strategy, an improved vector table is presented and three voltage vectors are selected, which considers the impact of voltage vectors on the active and reactive power simultaneously. The performance of the three‐phase voltage source PWM converters with the proposed control strategy is investigated and compared with the predictive deadbeat direct power control strategy. Furthermore, the three‐phase voltage source PWM converters have also been tested in the condition of different loads and when voltage unbalance occurs. Simulation and experimental work are conducted. The results conclude that the proposed strategy is of simple structure and fast dynamic response. Besides, it can effectively reduce steady‐state power ripples and current harmonics, improving the performance of the three‐phase PWM converters. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

改进的有源电力滤波器滞环电流控制策略

针对滞环电流控制开关频率不固定、频率范围大从而产生较大损耗的问题,以提高控制精度、减少开关损耗为目标,提出一种有源电力滤波器随机变环宽滞环电流跟踪控制方法。该方法针对电力系统负荷的特点,产生预置变环宽函数,能够较合理地给出滞环宽度,并引入随机函数,将开关频率范围拉宽,使电流频谱分布范围更宽,从而降低谐波畸变率,减少开关损耗。仿真及实验结果均证明了其可行性,可在保持总控制精度的同时有效降低总开关损耗,同时具有良好的补偿性能。     

IGCT电磁暂态模型及损耗估算

在大功率电力电子装置的可靠性设计中,开关损耗的准确估算发挥着越来越重要的作用.结合上海50 MVA静止同步补偿器(STATCOM)试运行试验中出现的上下管发热不均衡的问题,剖析了H桥电路换流过程中各器件间的电气关系,提出了集成门板换向晶闸管(IGCT)电磁暂态模型及开关损耗计算方法.在此基础上,分析了发热不均衡的原因,并提出了改进的脉宽调制(PWM)方案.实验和仿真结果表明,该IGCT模型与实际波形接近,损耗估算方法准确,新PWM方案达到了均衡上下管发热的目的.     

三相电压型PWM整流器控制特性

基于三相电压型PWM整流器的工作原理,研究了PWM整流器的四象限运行的工作状态,并在此基础上提出PWM整流器网侧呈现受控电流源、且电流和功率因数均可控的特性,这使得整流器可以灵活地在各种工作状态间切换。针对PWM整流器网侧功率因数控制的要求,指出PWM整流器需工作在升压状态,且推导出其保持正常运行时直流电压与交流输入电源电压的比值应大于一个临界升压系数。提出了基于空间矢量算法的PWM整流器阶段电流控制策略:升压系数较大时采用单位功率因数控制模式,升压系数较小时则切换至滞后功率因数控制模式。设计并搭建了基于DSP数字化的三相电压源型PWM整流器的物理平台,实验波形验证了PWM整流器自身运行特性与其工作在临界升压系数时电流控制策略的切换控制的正确性。     

单斩电流滞环控制的双凸极永磁电机三相桥式功率变换器中的电流尾巴

双凸极永磁电机的功率控制器通常采用电流滞环斩波控制.文中基于12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机,研究了单斩电流滞环控制的三相桥式功率控制电路;提出采用这种控制方案的三相桥式变换器,每相绕组在关断时段内,会出现两段电流尾巴,削弱电机出力,增加系统损耗.文中首先介绍了单斩电流滞环控制方案,给出基于这种控制方案的三相桥式功率变换器稳态工作原理分析,阐述了电流尾巴的产生机理,给出电流尾巴出现时刻及电流尾巴大小的解析式,指出其危害性,并讨论了三相绕组反电势对称性及霍尔位置调整的准确度对电流尾巴的影响,实验结果证明了文中研究及结论的正确性.