三电平SVPWM与CBPWM算法的内在联系研究

由于三电平中点钳位逆变器能有效提高逆变器系统容量和耐压水平,减少输出电压的谐波,所以其在中高压大容量电能变换领域中得到了广泛应用。为了揭示三电平中点钳位逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)和载波脉宽调制(CBPWM)算法的内在联系,本文首先分析了三电平SVPWM算法的原理,并根据调制度的大小将整个线性调制范围分为3段,然后根据脉宽调制的规则采样法,分别推导出了3个调制段内与SVPWM等效的CBPWM调制函数形式。理论研究表明:三电平SVPWM算法是一种特殊形式的CBPWM算法。最后仿真和实验结果证明了理论分析的正确性和有效性。     

三种三相四开关逆变器SVPWM策略内在联系

针对容错三相六开关逆变器故障重构后的三相四开关逆变器,对其3种基于不同等效零矢量构造方法的空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略内在联系进行了研究。首先介绍了三相四开关逆变器的结构和工作原理,然后给出了这3种SVPWM策略的设计实现方案,并基于"五段式"序列,采用PWM规则采样法得到3种策略两相调制函数。通过研究表明,3种SVPWM策略两相调制函数都是相同的两个相位相差π/3的正弦波。最后,仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。     

低开关频率下双定子感应电机SVPWM同步调制策略研究

在铁路等大功率牵引传动系统中,由于开关损耗和散热条件等因素的限制,逆变器的最高开关频率通常受到严格的限制,此时需要采用多模式调制技术。在分析现有24扇区空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)技术的基础上,提出了3种具有不同脉冲数的SVPWM同步调制策略,这些调制方法适用于两电平六相电压型逆变器供电的不对称双定子感应电机。通过对比分析3种调制策略的谐波特性,提出了一套适用于大功率牵引传动系统在低开关频率条件下的多模式SVPWM调制策略;同时,也提出了多模式调制的切换策略。通过仿真和实验,对提出的多模式SVPWM调制策略进行了验证,并实现了不同调制模式之间的平滑切换。     

开关电感型Quasi-Z源逆变器SVPWM调制策略仿真研究

针对开关电感型Quasi-Z源逆变器,采用Matlab/Simulink仿真平台对空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略进行了仿真研究。仿真结果表明,与简单升压调制策略相比,SVPWM调制策略具有开关频率低、直流母线电压小、调制度较大等优点,可以提高直流母线电压的利用率。     

六相同步风力发电机矢量控制系统调制策略分析

为了确定六相同步风力发电系统最优的调制策略,对参考电压为正弦波情况下3种连续脉宽调制(PWM)策略的性能进行了分析。对正弦脉宽调制(SPWM)、双三相空间矢量脉宽调制(D3SVPWM)、最大四矢量六相空间矢量脉宽调制(6SVPWM)3种连续调制策略的开关电压矢量分布与作用时间进行分析,得到了单基波周期开关次数与最大调制比的性能对比结果;通过数值推导与图论相结合的方式,对3种调制策略的电流脉动特性进行了对比分析。分析结果显示,相同采样频率下,SPWM与D3SVPWM的开关频率约为6SVPWM的1/2倍;D3SVPWM与6SVPWM的直流电压利用率是SPWM的1.155倍;在2个平面等效电感比值kz1z2≤10的条件下D3SVPWM电流脉动最小。综合几种性能分析结果可知,采用D3SVPWM的调制性能最优,仿真和实验结果也证实了分析结果的正确性。     

四开关三相逆变器全调制度范围内两种等效PWM算法

为提高两电平逆变器单桥臂故障重构拓扑四开关三相逆变器(FSTPI)的直流电压利用率,提出了一种FSTPI的空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制算法,该算法根据调制度的大小将整个过调制区域划分为过调制模式Ⅰ区、过调制模式Ⅱ区和过调制模式Ⅲ区。为揭示全调制度范围内FSTPI的SVPWM算法和载波脉宽调制(CBPWM)算法的内在联系,从调制函数角度出发,基于PWM规则采样法,分别推导了与这三个过调制模式区SVPWM算法等效的CBPWM算法,并得到了随着调制度变化,全调制度范围内CBPWM相应等效调制函数的变化规律。理论研究表明,全调制度范围内,FSTPI的SVPWM算法是一种特殊形式的CBPWM算法。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性和有效性。     

四桥臂逆变器SPWM和SVPWM的归一化研究

针对四桥臂逆变器常规空间矢量脉宽调制(SVPWM)需进行坐标变换的问题,对四桥臂逆变器的SVPWM和正弦脉宽调制(SPWM)两种调制技术进行了分析,给出了一种快速数字化三维(3D)SVPWM算法,无需坐标变换,节约了计算时间;证明了常规3D-SPWM改进后,与3D-SVP-WM完全等效,两者是归一化的,而且本质上均为逆变器最优跟踪控制方程的解,可获得最大直流电压利用率。SVPWM比SPWM算法更简单,是工程应用的首选。给出了详细的仿真结果,在一台四桥臂样机上验证了结论的正确性。     

基于SVPWM控制的逆变器仿真研究

首先介绍了一种简单且实用的三相电压型逆变器数学模型,然后在分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法原理的基础上,详细推导了SVPWM算法,并对其传统算法进行了过调制处理,使算法得以改善。在MATLAB/SIMULINK环境下建立了SVPWM控制的三相电压型逆变器仿真模型。给出的仿真结果表明逆变器模型以及SVPWM算法的正确性和可行性。     

空间矢量脉宽调制技术的算法及其仿真研究

在分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)机理的基础上,详细推导了SVPWM算法,对传统算法进行了等效简化并在原有算法的基础考虑了扇区过渡和过调制两种特殊情况,使算法得以优化和完善。基于改进后的SVPWM算法,在Matlab/Simulink环境下建立了SVPWM控制的三相电压型逆变器模型,通过改变算法中的某个系数实现了连续调制和不连续调制方式,仿真结果证明了改进后算法的正确性。最后提出了一种可以使开关损耗降低约50%的不连续调制策略。     

基于SPWM/SVPWM调制策略的逆变器效率研究

逆变器的效率是光伏发电系统的一个重要指标,有效地采用调制策略,能够提高逆变器的效率。为了提高逆变器的效率,针对SPWM和SVPWM两种调制策略,分析了逆变器损耗的计算方法,利用Matlab/Simulink进行了仿真,比较了两种调制策略对逆变器效率的影响,并搭建了实验平台,进行了实验验证。根据实验数据和仿真结果,得出结论:采用SVPWM调制策略,能提高逆变器的效率,获得更高的调制度。     

感应电机弱磁调速时SVPWM过调制策略研究

以提高感应电机弱磁调速时逆变器输出电压为目标,提出了一种新的空间矢量脉宽调制(SVPWM)线性过调制策略。结合交流异步电机磁场定向闭环控制的特点,在SVPWM过调制区域Ⅱ中采用一种线性幅值跟随过调制策略,而在过调制区域Ⅲ中采用了6步法,从而保证SVPWM在整个过调制区域都能获得最大调制比。实验结果表明,该方法能有效提高逆变器输出电压,有利于扩大弱磁调速系统基速以上的调速范围。     

过调制区内两电平SVPWM与CBPWM算法的内在联系研究

在低压电机驱动控制系统中,通常采用过调制方式来提高直流电压利用率,进而扩展电机运行范围。为揭示电机驱动控制算法中过调制区内空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modu lation,SVPWM)和载波脉宽调制(carrier-base PWM,CBPWM)算法的内在联系,该文首先分析基于叠加原理的SVPWM过调制算法;然后根据脉宽调制的规则采样法,分别推导出了过调制I段和II段与SVPWM等效的CBPWM调制函数形式;最后给出随着调制度变化相应的等效调制函数的变化规律。理论研究表明:在线性调制区和过调制区内SVPWM都是一种特殊形式的CBPWM算法。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和有效性。     

三相两电平SVPWM调制策略的研究

以三相H桥电压型逆变器为研究对象,介绍了变频调速领域常用的空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,分析了两电平SVPWM策略的调制原理并计算调制过程。基于Simulink平台搭建仿真模型进行仿真和实验验证,仿真和实验结果表明了两电平SVPWM调制策略的正确性和有效性。     

轨道交通牵引逆变器调制策略性能比较

在大功率电力机车以及高速动车组牵引传动系统中，由于受到散热条件等因素的限制，牵引逆变器的最高开关频率通常受到严格限制，导致逆变器输出电压含有大量谐波，进而影响系统效率，并恶化系统控制性能。基于对大功率牵引传动系统脉宽调制策略现状的分析，梳理并分析当前针对低开关频率下不同脉宽调制策略的评价指标。对当前牵引传动系统中应用较多的主流调制策略从加权总谐波畸变，定子谐波磁链，电机转矩脉动等不同角度进行详细的分析对比。分析结果可以为实际牵引传动系统多模式调制策略的优化设计提供参考依据。     

基于载波实现的二极管钳位型三电平逆变器虚拟空间矢量脉宽调制方法

首先介绍了二极管钳位型三电平逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)和虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)原理,给出VSVPWM在第一扇区各分区的开关序列。建立包含中点电压平衡方程在内的二极管钳位型三电平逆变器的调制模型,分析VSVPWM策略与基于载波脉宽调制(CBPWM)策略的内在联系,得到基于载波调制的VSVPWM方法(CB-VSVPWM)。在保持输出线电压不变的前提下,改变某一相1电平作用时间来调节由于参数及积累误差造成的中点电位的偏移。最后,实验结果验证了理论分析的正确性。     

轨道交通牵引系统空间矢量脉宽调制同步过调制策略研究

轨道交通牵引系统运行速度范围广,稳定性要求高,这就使得牵引系统应具备从异步调制到方波的平滑过渡能力,通常的解决方法是采用混合脉宽调制策略。目前,常用的混合脉宽调制策略有两种,一种是采用无载波调制连接异步调制和方波,另一种则采取同步过调制策略连接异步调制和方波。该文分析了这两种方法的优缺点,针对同步过调制策略,介绍了传统的异步过调制和同步过调制,结合传统方法的缺陷,该文提出了改进型同步SVPWM过调制策略。最后,通过仿真及实验,证明改进型同步空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制策略具有实现简单,过渡期转矩无脉动的优点。     

容错三相四开关逆变器控制策略

三相四开关逆变器作为传统六开关逆变器的容错拓扑得到了广泛重视,然而其控制性能低于六开关逆变器。在深入分析四开关逆变器运行原理的基础上,研究四开关逆变器的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制方法,揭示四开关SVPWM控制的本质是以2路相位相差60°电角度的正弦波为隐含调制函数的正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制。为减少器件的开关次数,提出四开关SVPWM的"七段式"实现方式。指出四开关SVPWM最大线性调制比只有六开关时的一半,为提高直流电源电压的利用率,提出基于补偿电压矢量的四开关逆变器SVPWM过调制方法。仿真和实验结果证明了所提算法的正确性和有效性。     

混合钳位式三电平逆变器新型调制策略研究

对高压、大功率混合钳位式三电平逆变器的结构、工作原理及相应的电压空间矢量进行了分析。并分析了4种电平状态下电流的流通路径,得到了开关状态切换应当遵循的原则。详细研究了电压空间矢量分别在能量馈出和馈入状态下对钳位电容电压和中点电位的影响特性,得出了相应的钳位电容电压平衡调制策略和空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略。仿真和实验证明了所提调制策略的正确性和有效性。     

SVPWM技术的理论分析及仿真

以电机的基本理论出发，介绍了空间矢量的基本原理。分析了电压型逆变器SVPWM的方法。根据脉宽调制的规则采样法，得出SVPWM隐含调制函数，通过和SPWM调制函数的比较，给出了SVPWM中调制度的计算公式。仿真结果证明了理论分析的正确性。     

基于DSP的SVPWM逆变电源的仿真研究

针对传统脉冲宽度调制(SVPWM)的逆变电源,效率低,可靠性差等缺点,采用空间电压脉宽调制(SVPWM)技术改善逆变电源的输出波形质量,并在Matlab/Simulink环境下对SVPWM控制的逆变器系统进行了仿真,给出了相应的仿真结果。为了实现全数字化控制,提出了用DSP生成SVPWM的方法。在分析TMS320LF2407数字信号处理器芯片特点的基础上,给出系统实现的软硬件结构。该系统电路简单、可靠性高。