单相变换器简化多电平SVPWM算法

针对单相五/七电平变换器空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法实现过程复杂的问题,提出一种简化的空间矢量脉宽调制算法。该简化算法通过将单相五/七电平SVPWM算法中的参考空间电压矢量分解成为偏移矢量和单相三电平SVPWM中的空间电压矢量,从而将单相五/七电平SVPWM算法简化为单相三电平SVPWM算法。相比于传统单相多电平SVPWM算法和现有对实现流程简化的单相多电平SVPWM算法,所提出的简化算法分析简便,计算复杂度降低,占用的控制器资源较少,并且可以较为容易地实现电容电压平衡。基于现场可编程阵列(FPGA)设计了单相级联H桥(CHB)和二极管箝位(NPC)五/七电平逆变器传统和简化SVPWM算法,验证了所提简化算法的正确性和有效性。     

基于矢量分解的多电平逆变器简化SVPWM算法

为进一步提升多电平逆变器空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法的计算效率,并增强其拓展性,提出了一种基于矢量分解的简化算法.介绍了一种基于虚拟作用时间的两电平SVPWM算法,不需经过区域判断即可实现基本电压矢量作用时间的统一计算,从而减少算法计算量;通过将参考矢量分解为多电平基本矢量和两电平参考矢量,将多电平空间中电压矢量的合成转化到两电平空间下进行,从而简化多电平SVPWM算法的实现.采用该算法生成多电平基本矢量作用序列及计算其作用时间的复杂度与电平数无关,扩展性较强,便于将其应用于多电平逆变器中.通过三相五电平NPC/H桥逆变器的PSCAD仿真及三电平逆变器的样机实验证明了所提方法的有效性.     

一种适用于单相级联H桥型变换器的通用型多电平空间矢量PWM算法

针对单相级联H桥型变换器,对其工作原理进行详细分析,提出一种适用于单相级联H桥型变换器的通用型多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。该算法将单相多电平SVPWM简化为单相两电平SVPWM,不仅能够降低计算复杂度、具备优良的谐波特性,同时具备良好的扩展性。根据该算法,在单片现场可编程门阵列(FPGA)上实现单相七电平、九电平和十一电平SVPWM。基于DSP+FPGA与RT-LAB半实物实验平台实验结果验证了该算法的正确性与可行性。     

一种融合最近电平逼近调制的空间矢量调制算法

多电平变换器由于具有较小的电压应力、较高的器件耐压等级和过流能力及较低谐波含量等优点已取代两电平变换器在中高压大功率场合中的应用.级联型多电平H桥变换器(CHMC)由于具有较好的灵活性与高度集成化使得其在工业领域得到广泛应用,文中针对三相CHMC的应用提出一种基于最近电平逼近调制(NLM)技术原理的空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法.相比于传统SVPWM算法,所提算法只需检测离参考矢量最近的调制矢量点而无需同时检测三个作用矢量点,算法实时性较强.利用SVPWM算法与NLM算法之间的等效性由三相占空比推出三个作用矢量占空比,利用三相占空比比值的大小推出开关矩阵表达式,由所得表达式直接决定优化的开关序列,并根据该开关矩阵进而推出触发脉冲表达式.所提SVPWM算法不依赖于电平数,算法简便,运算速度快.仿真与实验验证了所提算法的正确性与可行性.     

基于g-h坐标系SVPWM算法三电平PWM整流器的研究

介绍了三相三电平二极管中点钳位型PWM整流器电路拓扑.详细分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,针对传统的复杂SVPWM算法,分析了一种基于g-h坐标系的简化SVPWM算法.这种方法在矢量选取和作用时间计算方面进行了简化,避免了大量三角函数的运算,可以应用到三电平及多电平SVPWM算法中.最后在Matlab仿真环境中建立了三相三电平PWM整流器的电压定向控制系统(VOC)的仿真模型,对三电平g-h坐标系SVPWM算法进行了仿真研究,仿真结果验证了该算法的有效性.     

一种应用于多电平变换器的新型SVPWM调制算法

首先分析了单相级联3-H桥单元电压矢量的输出,并比较传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM),得出新型单相SVPWM调制算法,进而推导了三相级联N电平变换器的SVPWM调制算法,并叙述了三相SVPWM调制算法的具体实现过程。继而对级联多电平变换器所涉及的功率单元输出功率不平衡等问题详细进行了分析。最后通过仿真和实验的结果进行了论证。     

三电平矢量分解SVPWM算法及中点电压平衡

传统多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法需要复杂的扇区判断和大量三角函数计算,不易于向更高电平级数扩展。研究了一种简化的基于参考电压矢量分解的三电平SVPWM算法。该算法将两电平SVPWM算法应用到多电平SVPWM算法,简化了扇区判断,避免了三角函数运算。分析三电平逆变器中点电压不平衡的机理,给出中点电压平衡控制策略。该策略易于推广到多电平SVPWM算法。实验验证了该控制算法的有效性。     

多电平变换器TCPWM算法研究

针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法运算量大的问题,提出一种输出波形质量与SVPWM算法完全等效的载波调制算法,无需进行识别扇区、计算有效时间和选择电压矢量,具有计算时间短、易于硬件实现等特点。给出了适用于任意奇数电平的统一的零序分量表达式,并将三电平载波脉宽调制(TCPWM)算法应用到有源中点箝位五电平(ANPC-5L)变换器中,通过实验证明了TCPWM算法的正确性。     

一种新型级联多电平单相空间矢量调制研究

采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的级联H桥多电平逆变器,由于电压矢量数目过多,导致PWM发波时间计算困难及电压矢量选择复杂。对此研究了一种优化单相空间矢量级联多电平控制算法,将二维坐标空间矢量映射到一维坐标轴上,并根据对称原则选择扇区矢量,减少级联单元输出功率不平衡率,计算结果表明采用新的SVPWM算法可实现功率单元均衡输出。实验结果表明,所研究的算法实现了单相级联多电平SVPWM的简化,输出电压波形畸变率较小。     

一种多电平逆变器简化SVPWM算法

为解决传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法应用于多电平逆变器时,参考电压矢量定位计算复杂、繁琐的问题,以中点钳位H桥5电平逆变器为例,介绍其拓扑结构及工作原理并提出一种基于αβ坐标系的简化SVPwM算法.该算法利用旋转归一化将其他5个扇区转化到第Ⅰ扇区,使计算量减少了5/6,通过使用一组公式可以快速判断参考电压矢量的准确位置,克服了传统SVPWM算法计算复杂的缺点.同时,该算法可以适用于更高电平.实验结果验证了所提算法的正确性与可行性.     

三电平逆变器控制策略的改进研究

提出一种基于非直角坐标系的两电平SVPWM控制算法。在此基础上采用新型电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法将三电平逆变器的电压空间矢量平面简化至两电平平面。在DSP中将两电平逆变器的电压空间矢量控制算法应用于三电平逆变器中。实验结果证明该算法实现简单,性能良好。     

一种新型多电平逆变器参考电压矢量分解算法

为解决传统两电平空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)算法推广应用于多电平时,计算量大、实时性差的问题,以中点钳位(NPC)H桥5电平逆变器为例,提出一种基于αβ坐标系的新型参考电压矢量分解SVPWM算法。该算法直接将5电平矢量分解为两电平,避免了先将5电平转化为3电平,再将3电平转化为两电平的繁琐过程,使总体计算量大为减少,提高了实时性,易于向更高电平推广。仿真与实验结果验证了所提算法的有效性。     

三电平SVPWM与SPWM本质联系及对输出电压谐波的分析

传统三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法中含有大量的三角函数并且获取输出电压谐波的方法易受仿真步长、噪声、精度等影响。针对三电平空间电压矢量的分布特点,在120°坐标系下分析三电平变流器的SVPWM与正弦脉宽调制(SPWM)算法的本质联系,由此总结规律:简单的线性计算就可得到SVPWM算法的三相调制波和占空比的计算公式,从而简化了三电平SVPWM算法;针对数字电路的特点,通过傅里叶分析得到输出电压基波和各次谐波幅值的表达式,为滤波器的设计、不同调制算法的比较、进一步的理论分析和计算等提供理论基础。数字信号处理器(DSP)硬件实验证明了所提算法的正确性。     

一种多电平空间矢量脉宽调制新方法

在有高性能调速要求的场合需要矢量控制、直接转矩控制等电机控制方法,H桥级联型多电平逆变器只有应用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术才能实现对电机的高性能控制.随着电平数的增加,电压空间矢量数急剧增多,又存在着冗余开关状态,造成SVPWM算法过于复杂,难以应用于实际系统.该文提出了一种基于三电平SVPWM算法的新型多电平SVPWM方法,并通过Matlab6.1的系统仿真验证了其有效性.     

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。     

基于统一调制法的三电平SVPWM简化策略

传统三电平空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM)的实现需要经过多重区域判断以及需要较多的三角函数运算,计算量较大,且需要预先存储大量的数据表格,加重了微处理器的负担。因此,为降低三电平SVPWM的算法复杂度,避免三角函数计算,提出一种基于统一电压调制法的简化实现策略。首先,根据统一调制思想,详细阐述了两电平SVPWM的等效实现方法;然后,以前述两电平SVPWM算法为核心,通过矢量分解将三电平转化为两电平来简化三电平SVPWM的实现;最后,将该简化调制策略应用于二极管钳位型三电平逆变器的仿真与实验控制,所得仿真与实验结果验证了所提算法的正确性与可行性。     

三相四线制三电平变换器简化调制策略

针对三相四线制三电平电容中分式变换器传统的复杂三维(3D)空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,提出基于矢量状态的简化PWM策略,采用矢量状态扩展实现中点平衡控制。通过分析各矢量状态对中点电位的影响,总结了中点平衡因子的表达式。利用伏秒平衡原理,根据三相矢量状态直接计算出各相矢量状态作用时间。基于中点平衡因子,提出矢量状态扩展实现中点电位控制。仿真和实验验证了所提策略的正确性。     

三电平间接矩阵变换器的简化SVPWM方法研究

针对传统的三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法运算量较大、实时性差的缺点,提出一种基于参考电压旋转统一处理的简化SVPWM算法,并将其应用到三电平间接矩阵变换器(TLIMC)上。该简化方法通过判断输出参考电压的大扇区并旋转统一到第一扇区,然后判断小三角区,并对矢量的作用时间计算进行归纳优化,使程序运算量减小到原来的1/6,有利于数字信号处理器的程序编程。最终构建了Matlab/Simulink的TLIMC的仿真模型,仿真结果证明了简化策略的可行性。     

新型模块化多电平换流器空间矢量脉宽调制方法

模块化多电平换流器(MMC)是一种新型的多电平电压源换流器,每个桥臂由数个具有独立直流源的子模块单元串联而成.结合MMC自身的结构特点,分析了其空间矢量状态.基于电压矢量最优合成顺序,提出了适用于MMC的空间矢量脉宽调制(SVPWM)通用算法.从理论上分析了多电平SVPWM与消谐波脉宽调制(SHPWM)的内在联系,揭示了多电平SVPWM可等效为注入合适零序电压分量的载波调制的本质.通过在三相参考电压中注入合适的零序电压分量,重新布置电压矢量作用时间,可降低33%的开关次数.仿真结果验证了SVPWM通用算法及其优化方法的有效性和正确性.     

多电平逆变器空间矢量脉宽调制的简化算法

提出了一种实现多电平逆变器空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)的简化算法。该算法可以方便地根据参考电压矢量的幅度和相位选择3个邻近的基本空间电压矢量,并计算出这3个基本矢量的作用时间。该简化算法不但适用于三电平逆变器,而且对更多电平数的多电平逆变器同样有效。利用提出的简化算法对一个三电平逆变器进行了仿真和实验,仿真和实验结果验证了算法的正确性。