基于三状态马尔柯夫链的随机周期调制PWM技术研究

应用PWM调制技术的电力电子功率变换器中的全控型器件工作在很高的开关频率状态下，高速的开关动作会产生很高的dv/dt、di/dt，导致严重的电磁干扰。随机调制技术是一种直接控制干扰源，减小系统传导EMI、改善系统电磁兼容性的有效方法，但随机调制技术的应用会引起变换器输出电压纹波峰-峰值增加和精度降低。该文将一个优化了的三状态Markov链引入到随机周期调制技术中，通过对其原理的分析和对Boost变换器的系统仿真和实验分析，结果均表明，在随机调制技术中引入这种Markov链，同样可以降低系统产生的EMI，使功率频谱特性连续分布，在保证随机调制技术优点的同时，能够有效地降低功率变换器输出电压纹波峰-峰值，提高其电压输出精度。     

基于三状态马尔柯夫链的随机周期调制PWM技术研究

应用PWM调制技术的电力电子功率变换器中的全控型器件工作在很高的开关频率状态下，高速的开关动作会产生很高的dv/dt、di/dt，导致严重的电磁干扰。随机调制技术是一种直接控制干扰源，减小系统传导EMI、改善系统电磁兼容性的有效方法，但随机调制技术的应用会引起变换器输出电压纹波峰-峰值增加和精度降低。该文将一个优化了的三状态Markov链引入到随机周期调制技术中，通过对其原理的分析和对Boost变换器的系统仿真和实验分析，结果均表明，在随机调制技术中引入这种Markov链，同样可以降低系统产生的EMI，使功率频谱特性连续分布，在保证随机调制技术优点的同时，能够有效地降低功率变换器输出电压纹波峰-峰值，提高其电压输出精度。     

基于矩阵变换器的随机脉冲位置PWM控制策略的研究

提出了一种基于传统空间电压矢量PWM的随机脉冲位置PWM控制策略,并应用于矩阵变换器中,该策略通过随机改变每个开关周期中零矢量的位置,实现了两种低开关损耗PWM模式之间的随机转换,使矩阵变换器输出电压的谐波成分均匀地分布在较宽的频带范围内。给出了矩阵变换器的仿真模型,通过M atlab/S im u link仿真验证了随机脉冲位置PWM的可行性和正确性。     

基于马尔可夫链的双随机PWM技术研究

开关功率变换器中应用双随机调制技术能有效地减小传导EMI,改善系统电磁兼容性,但引起了变换器输出电压脉动增加,精度降低.本文构建了两个独立的马尔可夫(Markov)状态转移概率矩阵,并将其引入到双随机调制技术中,建立了基于Markov链的双随机调制DC/DC变换器系统仿真功能模块.由系统仿真提供的结果表明,双随机调制方式中引入马尔可夫链,在不影响连续功率频谱特性的前提下,能有效地改善变换器的输出电压精度.     

随机频率PWM逆变器的分析设计

应用随机PWM方法可以使逆变器的输出电压频谱呈连续分布而不影响基波分量,这样由逆变器供电的电动机的声学噪声和机械振动就会大大减小。然而,由于RPWM机理的分析和设计对于一般工程师来讲是比较繁琐的,这就限制了RPWM的应用。本文提出了一种用于驱动感应电机的随机频率PWM逆变器,并给出了可实现的设计程序。首先,直观分析了随机信号对逆变器输出电压频谱的影响,其次,进行了相关的量化设计,最后,采用SIMULINK仿真和实验的手段对整个系统进行了分析。仿真和实验结果表明本文提出的RFPWM设计方案中,逆变器输出电压的频谱是均匀随机分布的,而且声学噪声和机械振动都得到有效抑制。     

飞跨电容多电平逆变器开关损耗最小PWM方法

该文在理论分析的基础上建立了飞跨电容多电平逆变器载波相移PWM方法和空间矢量PWM方法之间的联系,并以此为依据,提出了飞跨电容多电平逆变器开关损耗最小PWM方法。与传统的载波相移PWM方法相比,该方法使飞跨电容多电平逆变器每相输出在一个开关周期内有120°不开关区域;根据负载的功率因数角,通过调整注入的零序电压,使120°不开关区域最大程度地位于负载电流的最大处,因此该方法大大减小了开关损耗,提高了系统的效率。仿真和实验结果证明了该方法的正确性和可行性。     

两种随机PWM调制技术的比较研究

PWM调制技术已广泛应用于电力电子技术中,但PWM调制信号含有大量的高次谐波,成为产生EMI的主要原因之一。开关功率变换器中应用随机PWM调制技术能有效地减小传导EMI,改善系统电磁兼容性。常用的随机PWM调制技术有随机周期调制和随机脉冲位置调制,通过对两种方法的分析与实验,结果表明随机周期调制技术具有相对更好地减小EMI的作用。     

随机脉冲位置PWM及其在矩阵变换器中的实现

矩阵变换器是一种开关序列呈矩阵型的交交变换器，具有一系列的优点。以矩阵变换器为研究对象，提出了一种基于传统空间电压矢量PWM的随机脉冲位置PWM控制策略，该策略通过随机改变每个开关周期中零矢量的位置，实现了2种低开关损耗PWM模式之间的随机转换，使矩阵变换器输出电压的谐波成分均匀地分布在较宽的频带范围内，同时介绍了在低开关损耗模式下的一种快速SVPWM算法。利用Matlab编制s函数模块，结合Simulink的仿真工具箱的现有模块组成矩阵变换器的仿真模型，分别在原始空间电压矢量PWM和随机脉冲位置PWM两种控制策略下进行了仿真对比，得到良好的波形和数据，从而验证了随机脉冲位置PWM的可行性和正确性。     

一种交流逆变器死区效应半周期补偿方法

为减小死区时间引起的输出电压畸变,对交流逆变器死区补偿策略进行了分析和优化,提出了结合电流采集时刻的半周期死区补偿策略。该策略首先通过计算控制周期(半个PWM周期)内的死区压差,利用伏秒等效原理,获得相应的补偿时间。通过添加输出脉宽偏移,有效地扩大了调制占空比,使补偿策略得到了相应的简化。采用该死区策略可使得每个控制周期的电流采样时刻恒定,减小了电流谐波对控制系统的影响。实验结果表明,该策略易于实现,电流波形能够得到有效地改善。     

单级单相升压型光伏并网逆变系统

在分析传统单级单相升压型逆变器固有缺陷的基础上,提出一种单级单相升压型光伏并网逆变系统,并对构成这种系统的附加储能电感旁路开关的电路拓扑、限制储能电感电流的两种开关方式、非线性脉宽调制(pulse width modulation,PWM)单周期控制策略、储能电感电流限定值、一个低频输出周期内的开关状态等效电路和工作模式、主要电路参数设计、系统建模分析等技术进行深入的理论分析,获得了研究结论。附加的旁路开关及其两种开关方式解决了储能电感能量过剩的问题,有效降低了储能电感及其电流;非线性PWM单周期控制策略,是通过采样并反馈逆变桥输出电流实时地调节逆变器的馈能占空比,使逆变桥输出电流在每个开关周期的平均值跟踪基准正弦信号以获得高质量的并网电流波形。设计并研制的1k VA 110V/DC-220V/50Hz样机实验结果证实了所提出拓扑和控制策略的可行性,为单级升压中小容量并网逆变场合提供了一种有效方法。     

改善矩阵变换器低电压输出性能的研究

提出了一种改善矩阵变换器低电压输出性能的控制策略.与传统的双电压合成调制策略相比,在一个采样周期内,其参考输出线电压由一中间输入线电压和一最小输入线电压脉冲形成,大大减少了低电压输出时窄脉冲的数量,从而使因PWM脉宽小于开关换流所需时间引起的电压误差减少,输出电压、输入电流的谐波大为减少,改善了矩阵变换器低电压输出时的控制性能.通过仿真验证了该控制策略的正确性.     

DC-bus voltage control of three-phase AC/DC PWM converters usingfeedback linearization

In this paper, a fast voltage control strategy of three-phase AC/DC pulsewidth modulation (PWM) converters applying a feedback linearization technique is proposed. First, incorporating the power balance of the input and output sides in system modeling, a nonlinear model of the PWM converter is derived with state variables such as AC input currents and DC output voltage. Then, by input-output feedback linearization, the system is linearized and a state feedback control law is obtained by pole placement. With this control scheme, output voltage responses become faster than those in a conventional cascade control structure. For robust control to parameter variations, integrators are added to the exact feedback control law. Since the fast voltage control is feasible for load changes, it is shown that the DC electrolytic capacitor size can be reduced. In addition, the capacitor current is analyzed for size reduction of the capacitor. As is usual with PWM converters, the input current is regulated to be sinusoidal and the source power factor can be controlled at unity. The experimental results are provided to verify the validity of the proposed control algorithm for a 1.5 kVA insulated gate bipolar transistor PWM converter system     

DC-DC变换器混沌PWM原理及频谱特性分析

常规脉宽调制(PWM)的输出波形在载波频率及倍频周围含有较高谐波成分，本文基于混沌理论提出了一种新型PWM原理——混沌PWM(CPWM— Chaos-based PWM)，其三角载波信号的频率按Logistic映射函数规律变化，从而改变其谐波的频谱分布，使谐波连续均匀分布在较宽的频带范围内，抑制了由谐波引起的电磁噪声。将CPWM应用于DC-DC变换器，结果表明其电流、电压谐波幅值大大减少。     

EAST 快控电源灰色预测均流控制研究

应对超导托卡马克核聚变实验装置中等离子体的垂直位移快控电源大电流快速响应的要求,使用多组逆变单元并联运 行方式。 为克服电压模式下各支路参数不同导致各支路输出电流的不一致性,提出基于灰色预测模型的均流控制策略,用其预 测下一刻电流上升率,实时动态调整各支路脉冲宽度调制(PWM)占空比,实现快控电源的均流控制。 仿真与实验结果表明,基 于灰色预测模型的均流控制策略使得各支路输出电流具有较好的一致性,验证了该算法在 EAST 快控电源上应用的可行性和 有效性。     

DSP控制的低开关损耗PWM整流器系统研究

采用负载电流前馈的电流滞环控制策略,不仅满足了三相PWM整流器高功率因数、直流侧电压稳定可调的控制要求,而且在每个周期内分区限制功率器件的开关通断,因而降低了系统的开关损耗.该系统改进了传统滞环控制策略带来的高开关频率问题,并通过引入负载电流前馈控制,使得系统对于外环的PI参数有着较传统滞环PWM整流器更低的依赖性,在三相电网小平衡的条件下也表现出更好的运行特性.仿真波形和实验数据验证了该控制方法的有效性以及对PI调节参数的低依赖性.     

一种新型的大功率高性能逆变电源控制方案

分析了采用双极PWM方式的带电流内环的电压控制系统的特性，提出了一种新型的适用于大功率高性能逆变电源的控制方案。该方案将单相全桥逆变器的二重化同步 PWM技术与多环反馈控制方法结合起来，使逆变电源在开关频率不高及频波器参数不大的情况下，输出电压仍然是低谐波含量的高品质正弦波，同时系统具有优异的稳压特性、动态特性、对非线性负载的适应性以及小的电压调制量。该控制方案的有效性已经 在单相30KVA逆变电源实验样机上得到证实。     

新型近似无死区PWM逆变器开关控制方法及其特性分析

针对逆变器的死区补偿问题,研究了一种无电流传感器近似无死区逆变器开关控制方法.与传统逆变器死区补偿方法相比,该方法只需在逆变器输出电流正负跳变时加入固定的死区脉冲,大幅减少了死区脉冲个数,从而减小死区的影响.为了减小系统成本,采用简单的模拟电路来判别逆变器输出电流正负跳变时刻.深入分析了死区补偿方法的基波和低次谐波特性...     

整流级有零矢量的TSMC调制策略

在整流级无零矢量调制的双级式矩阵变换器(TSMC)中,各个PWM周期内整流级输出平均直流电压为时变量,增加了逆变级的控制难度.将常规矩阵变换器双空间矢量调制技术推广到TSMC中.分析了整流级有零矢量的TSMC双空间矢量调制原理.由于整流级输出的直流平均电压在一个PWM周期内为恒值.逆变级的调制系数不需要在每个PWM周期...     

基于PAM+PWM级联多电平逆变器的SVG的研究

为了使级联SVG降低开关损耗、减小谐波含量,提出了PAM(Pulse Amplitude Modulation)+PWM(Pulse Width Modulation)调制策略。四个H桥级联构成PAM单元,各H桥都工作于基频开关频率下,开关损耗较低。第五个H桥构成PWM单元,PWM单元对PAM单元输出阶梯波中的谐波分量进行补偿,极大地降低了电压电流畸变率,提高装置输出电流的质量。PAM单元直流侧采用脉冲轮换策略,有效地抑制了直流侧电压的不平衡。PWM单元采用电流直接控制策略,响应速度快,控制精度高。最后在Matlab/Simulink中建立级联SVG仿真模型,验证了所提方法的有效性。     

基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制

在直流微电网中,传统下垂控制存在功率均分和母线电压控制不能同时兼顾的矛盾。针对这一问题,研究了带阻性负载直流微网系统,提出基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制策略。该策略包括一次、二次和电流一致性控制。引入输出电容电压反馈构成一次控制,参考电压补偿和下垂系数修正构成二次控制。各分布式电源间仅相邻变换器交换电流信息,通过电流一致性迭代控制和一次、二次控制结合,在保障输出功率均分的同时,消除了直流母线电压偏差。为验证该策略的控制有效性,对系统进行小信号建模理论分析,分析控制参数变化对系统稳定性的影响,最后进行了仿真验证。理论分析与仿真结果表明,该控制策略在微网结构改变时,也能保证系统稳定,自适应完成直流微网功率均分和母线电压控制目标。