三相逆变器统—PWM实现方法研究

在3相逆变器中获得普遍应用的脉宽调制方式是正弦波脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM).根据SVPWM和载波PWM的内在关系,将SPWM、各种连续和不连续SVPWM方法统一于一个显性调制函数表达式中,从而提出了基于载波的统一PWM方法.所建立的统一PWM调制函数既简单又直观,是进行PWM逆变器仿真分析的有效工具,特别是在此基础上提出了一种统一PWM快速算法.该算法直接利用三相参考电压瞬时值计算PWM信号的开关状态切换时间,不需进行坐标变换、三角函数运算、扇区判断和有效矢量作用时间的计算, 更易于SPWM和各种SVPWM方法的数字化实现.最后,对各种PWM方法的电压谐波特性进行了对比分析.仿真和实验结果证明了统一PWM实现方法的正确有效性.     

三相逆变器统一PWM实现方法研究

在3相逆变器中获得普遍应用的脉宽调制方式是正弦波脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)。根据SVPWM和载波PWM的内在关系,将SPWM、各种连续和不连续SVPWM方法统一于一个显性调制函数表达式中,从而提出了基于载波的统一PWM方法。所建立的统一PWM调制函数既简单又直观,是进行PWM逆变器仿真分析的有效工具,特别是在此基础上提出了一种统一PWM快速算法。该算法直接利用三相参考电压瞬时值计算PWM信号的开关状态切换时间,不需进行坐标变换、三角函数运算、扇区判断和有效矢量作用时间的计算,更易于SPWM和各种SVPWM方法的数字化实现。最后,对各种PWM方法的电压谐波特性进行了对比分析。仿真和实验结果证明了统一PWM实现方法的正确有效性。     

级联型逆变器的统一SVPWM方法

以H桥结构的级联型多电平逆变器为研究对象,介绍了统一空间矢量脉宽调制(SVPWM)的实现方法。首先建立了单级逆变器的统一SVPWM方法的显性调制函数表达式,通过改变零矢量分配系数就可以方便地实现各种连续SVPWM和不连续PWM(DPWM)调制方式。然后,通过载波移相的思想将其扩展至多级逆变器。提出了一种简单快速的统一SVPWM的数字化实现算法,该方法避免了传统SVPWM方法复杂的三角运算、坐标变换、空间矢量选择和矢量作用时间的计算。最后建立了8级联多电平逆变器的仿真模型和试验平台,并对不同调制方式下谐波特性进行了对比分析。仿真和试验结果表明此方法是可行的和有效的。     

SVPWM的等效算法及SVPWM与SPWM的本质联系

提出了一种电压空间矢量调制的新型等效算法，在该算法中无须进行电压矢量夹角的三角函数的运算，只有普通的四则运算，计算变得非常简单。克服了常规的空间矢量控制方法需要进行复杂的坐标转换、正弦函数和反正切函数运算，导致计算量大并且复杂的算法影响计算精度的缺点。详细分析了SVPWM、SPWM与逆变器控制方程的解的关系，得出SVPWM是逆变器控制方程的一个最优解，三角载波调制是逆变器控制方程的在假想中线下的特解，因而空间矢量调制SVPWM和三角载波调制SPWM的本质联系在于二者是同一控制方程的在不同的附加条件下的两个不同的特解。给出了基于空间矢量新型算法下的DC/AC PWM 逆变器的实验结果，该结果显示了该算法的正确性和有效性。     

空间矢量PWM算法的理解

继正弦波 PWM(SPWM)开关算法之后,空间矢量(Space Vector)PWM(SVPWM)已成为三相或多相逆变器的开关算法。本文以 SVPWM 的基本原理为基础,计算开关时间,讨论开关向量的选择原则,并用数字信号处理器(DSP)实现 SVPWM 算法。最后根据电压综合向量,推导相电压有效值与交流输入电压有效值的关系。     

一种新颖的用于六相感应电机调速系统的空间矢量PWM方法

基于三相调速系统中传统的空间矢量理论和统一电压调制技术,本文提出了一种新颖的用于六相感应电机调速系统的空间矢量SVPWM方法.该方法有效地抑制了电压源逆变器供电的六相感应电机中定子谐波电流,提高了直流母线电压利用率,且易于实现,执行速度快,极易推广到以三相组为子集的多相感应电机调速系统PWM控制中.本文给出了这种SVPWM方法具体的实现思路,通过数字仿真和实验结果将它与传统的SPWM和SVPWM方法做了深入的分析和比较研究,研究结果验证了该算法的有效性,它具有谐波电流最小和实现简单的突出优点,在多相PWM逆变器控制中有广阔的应用前景.     

SVPWM的简化算法以及死区补偿

基于SPWM对称规则采样波形与SVPWM波形相似的特点,由SPWM的调制隐函数推导出SVPWM的调制隐函数,并对其进行分解,得出SVPWM的简化算法.该算法直接利用三相参考电压瞬时值计算PWM信号的开关状态切换时间,无需坐标变换、三角函数运算、扇区判断和有效矢量作用时间的计算.分析了死区效应以及SVPWM算法中电压矢量...     

基于DSP的单相SVPWM技术及其应用

针对单相PWM全桥逆变器,研究和分析了其空间电压矢量,在此基础上将空间矢量脉宽调制（SVPWM）应用于单相全桥逆变电源系统,并给出了基于DSP的实现方法。通过对单相SVPWM零电压矢量的分析,论证了单相SVPWM与正弦脉宽调制（SPWM）的统一,对不同开关模式进行了比较和分析,并提出了一种开关模式优化的SVPWM算法。实验结果验证了单相SVPWM算法的有效性。     

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.     

空间矢量脉宽调制技术的仿真研究

空间矢量脉宽调制技术是目前非常流行的PWM技术,常用在交流感应电机和永磁同步电机的三相电压逆变器控制中.深入介绍了电压空间矢量调制的原理,并对电压矢量的合成做了详细分析,给出SVPWM调制方式与载波调制的关系及用载波调制的方法实现电压矢量控制的具体步骤.最后通过Matlab/Simulink进行仿真验证.     

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。     

基于LF2407A的SVPWM与载波PWM统一研究

为建立三相空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)技术的载波调制形式,对LF2407A基本载波调制原理与三相载波调制零序信号进行了分析,在用LF2407A实现三相SVPWM算法的基础上,导出了三相SVPWM基于载波调制的调制波形式以及零序信号形式.在实验中直接获得了三相SVPWM载波调制形式的调制信号波形与零序信号波形,经验证,实验结果与理论分析完全一致,因此SVPWM技术与载波PWM技术在本质上是统一的,并具有相应的载波调制形式.     

有源中点钳位多电平逆变器空间矢量调制与三角载波调制统一理论

目前有源中点钳位多电平逆变器(ANPC)中三角载波正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)之间的统一理论尚缺乏系统的分析和研究。在仔细分析其拓扑结构以及开关序列后,针对其相电压冗余开关状态众多的特点,提出一种全新的调制波分解策略。该方法避免了传统调制波分解策略无法确定相电压冗余状态及开关序列的弊端,同时物理意义明确,可以被应用于级联H桥等其他具有众多相电压冗余状态拓扑的统一理论研究。通过给三相正弦调制波注入零序分量,并根据开关管的自由度进行子调制波分解,经SPWM后的信号直接用来触发开关管的开断,从而得到唯一确定的开关序列,且和SVPWM有相同的控制效果。将该理论推广到n电平下任意段数输出,实验验证了该理论的正确性。     

一种抑制系统漏电流非隔离型三电平逆变器中点平衡载波调制算法

为了同时解决漏电流和中点平衡这两个问题,首先分析系统漏电流产生的机理以及传统调制策略对漏电流的影响,并且在大中零矢量调制(LMZVM)算法的基础上提出一种基于零序电压注入的大中正负小矢量调制(LMP/NSVM)算法。在非单位功率因数的情况下,根据直流侧中点总电荷量最小而选择LMP/NSVM或LMZVM策略,与大中小矢量调制(LMSVM)策略相比,本文提出的LMP/NSVM算法中点电位调节速度更快、稳态波动更小。系统漏电流与LMZVM基本相同并且优于传统的SVPWM,而且是基于载波思想实现的,算法简单、易于实现,因而该调制策略具有一定的工程应用价值。最后,与传统的三种调制策略实验结果对比,验证了理论分析的正确性与有效性。     

基于载波的空间矢量脉宽调制方法分析

介绍了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,将SVPWM和规则采样PWM进行了对比分析,给出了两种不同形式的SVPWM调制函数表达式,并证明了二者的等效性。特别是将零矢量分配方式与各种SVPWM连续调制和不连续调制之间的关系统一于一个调制函数表达式中,从而揭示出SVPWM实质上是一种零序分量注入式载波PWM。由此提出了基于载波的SVPWM实现方法,且在Matlab/Simulink环境下通过仿真分析验证了该法的正确性和有效性。     

PWM整流器的SVPWM统一快速算法和谐波分析法

传统两电平空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法的流程复杂,计算量比较大。本文从三相桥臂与调制电压占空比之间的关系,分离出中间变量以及自由变量,将调制算法转换为满足约束条件的自由变量的选择,并证明了此方法与传统SVPWM算法等效。提出的算法不需坐标变换和扇区判断,算法流程简化程度高,计算量大量减少。在此基础上,推导了计算调制线电压的总谐波失真（THD）和各次谐波的解析表达式,解析表达式中谐波分量的计算仅与占空比有关,并得到了THD与SVPWM的调制方式无关,即与自由变量选择无关的结论。经过理论计算和实验比对,验证了本文所创新的两电平SVPWM简化算法与电压谐波分析法的正确性。     

三电平SVPWM与双调制波载波PWM的等效研究

三电平SVPWM具有直压利用率高、THD小等优点,但实现较复杂,通过注入特定的零序分量可使载波PWM与8段以下的SVPWM开关序列等效。本文针对单调制波载波PWM不能与8段以上的SVPWM开关调制序列等效的问题,引入了双调制波PWM法,并在此理论的基础上深入分析了开关调制序列大于8段时三电平SVPWM与双调制波载波PWM的等效关系。经过严格的推导,得出了参考矢量位于不同扇区的不同小区域时,6个子调制波与三相原调制波、直流电压的对应关系。实验验证了上述结论的正确性。     

基于零序偏移时间的载波空间矢量脉宽调制技术

基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)与对称采样零序信号注入正弦脉宽调制(SPWM)是等效的这一理论,提出了一种基于零序偏移时间(ZSOT)的载波型空间矢量脉宽调制方法,运算速度明显快于传统的空间矢量脉宽调制算法,极易在中低档次的微处理器上数字化实现.仿真结果验证了所提出方法的正确性和优越性.     

基于载波的九相SVPWM算法仿真研究

为实现九相逆变器的PWM控制,提出基于载波的九相电压空间矢量脉宽调制算法,将九相SPWM与SVPWM算法用统一数学形式表示,根据零矢量在开关周期内的不同分布,实现不同的九相PWM调制方法,系统实时性高,并可用于相数更多的传动控制系统。改善传统的矢量控制策略,提出对各谐波平面电流进行解耦,将解耦后的各dq轴电流分别进行闭环控制,减少电机输出转矩脉动,提高九相传动系统稳定性。     

二极管箝位型多电平逆变器全范围电容电压平衡的PWM调制方法

电容电压偏移是二极管箝位型多电平逆变器的主要缺点。空间矢量调制和正弦载波调制方法,在调制度较高且功率因数较低时,电容电压出现低频波动。该文首先建立含电容电压的二极管箝位型三电平逆变器的脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)模型,提出一种新的调制方法,只需满足三相电流之和为零,该方法在任意调制度和功率因数下都能确保电容电位的平衡。并对算法累积误差进行修正。实验结果表明,这种方法较以前的解决方案能更好地平衡电容电压。最后将算法拓展到二极管箝位型任意电平数逆变器的调制中。