改进的多电平SVPWM及其广义算法研究

调制技术是多电平逆变器的核心技术，基于非正交KL坐标系多电平SVPWM，通过对原结论进一步的综合分析，提出了一种改进的线电压调制策略，该策略物理意义更加明确，形式更加简洁。利用基本电路原理，通过合理安排输出矢量，得到了一种改进的三相对称的单相调制算法；结合冲量等面积原理，导出了可以满足三相不对称情况输出的广义调制策略。所提出的调制算法，形式简单，物理概念明确，易于数字化实现。通过数字仿真及实验证明了结论的正确性。     

新型不对称多电平逆变器拓扑及其调制策略

传统多电平逆变器应用在高电压等级场合时，所需要的电源以及开关管的数量较大，拓扑结构也较为复杂。针对以上问题，提出一种新型的不对称多电平逆变器拓扑，该拓扑使用了3个不对称的独立电源。与传统的拓扑对比，输出十五电平电压条件下，该拓扑使用开关管器件数量较少，简化了拓扑结构，同时降低了实际成本。采用一种改进的载波移幅调制策略调制该新型不对称拓扑结构，使其能够正常地输出十五电平电压波形，该方法保留载波移幅调制的方法简单且谐波含量少的优点，同时也减少了载波数量的使用。最后对所提拓扑结构及其调制策略进行了仿真分析和实验验证，结果表明了拓扑结构及调制策略的正确性、可行性和优良的动态性能。     

一种改进的中压MMC混合调制策略

在介绍了模块化多电平变换器(MMC)基本运行原理的基础上,分析了传统最近电平逼近调制(NLM)+脉宽调制(PWM)的混合调制策略,针对该混合调制策略输出电压的电平数只有n+1(n为MMC各桥臂子模块个数),在中、低数目子模块下对波形质量改善幅度较小,提出了一种改进的混合调制策略,该调制策略通过对上、下桥臂PWM载波相角差进行合理的配置,可使得输出电压的电平数达到2n+1,从而显著降低了输出电压电流的谐波含量.最后通过实验验证了改进策略的有效性.     

多电平逆变器不连续空间矢量调制策略的研究

在常规2电平空间矢量不连续调制策略的基础上,对应用于多电平逆变器的相应调制策略进行了研究。针对(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)不连续调制策略带来的输出电压不对称的缺点,提出了一种适用于欠调制区的不连续调制方法。实验结果证明,该方法既可减少开关损耗又可满足输出波形对称、输出谐波畸变率小的要求,是一种较为优良的应用于欠调制区域的调制方法。     

半桥级联式STATCOM改进调制策略研究

多电平脉宽调制(PWM)策略是级联式静止无功发生器(STATCOM)的关键技术。提出一种适用于三相三线制的半桥级联式STATCOM结构的改进型调制方式。该调制方式先从逆变器生成的电平中选择与线电压调制波幅值最接近的电平作为计算指令,再根据指令逆向推导出各模块的投切方式与触发脉冲,最后触发各子模块中的开关产生相应动作,使逆变器产生所需的电平输出。该调制方式利用单载波实现多电平调制,与传统调制方式相比省略了相位同步环节,实现了SPWM在三相三线制的半桥型级联式STATCOM结构上的应用,且保留了传统级联调制技术谐波含量少的优点。仿真与实验结果表明所提改进调制策略在三相三线系统中能使STATCOM输出波形有效跟踪正弦调制波,同时具有较高的并网电能质量。     

非正交三维坐标系下多电平空间矢量调制策略

脉冲宽度调制是三相四线制多电平变流器控制的难点,脉冲宽度调制策略将直接影响零序分量输出控制的优劣,传统三维空间矢量调制策略在电压零序分量控制和算法复杂度两个方面很难取得良好的平衡。提出一种非正交三维坐标系下的空间矢量调制策略。该方法通过建立一种三维非正交坐标系,将传统正交三维空间坐标系下的三角函数运算简化为简单的代数运算,在降低三维空间矢量调制算法复杂性的同时保留对于零序分量的独立控制。另外,针对多电平变流器固有中点电位不平衡问题提出一种简单的控制策略。仿真分析和实验结果验证了所提出的非正交三维坐标系下的调制策略的正确性及有效性。     

新型三相混合不对称九电平逆变器研究

该文提出了一种混合不对称三相九电平逆变器，这种新型的多电平逆变器将不对称五电平逆变器与传统的两电平全桥逆变器级联在一起而获得的。该文对这种逆变器进行了分析，提出了一种新型混合不对称调制方法，并对单相中每个模块的输出电压的频谱和不对称五电平模块的直流母线电容电压不平衡问题进行了分析。文中进行了瞬时反馈数字控制器的设计，最后给出仿真分析和实验验证结果。     

一种改进的三电平逆变器SVPWM简化算法

中点钳位式三电平逆变器是目前高压大功率逆变领域研究和应用的热点之一,其相应的传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法复杂度高,运算量大.分析了现有的SVPWM简化算法,提出了一种改进策略,通过输出参考电压的三相瞬时值进行大扇区判断、开关状态时间计算和对应的二电平PWM逆变器输出波形反修正,整个调制过程仅需进行简单的四则运算,步骤清晰易于实现.仿真结果证明了该算法的可行性.     

低开关频率下三电平同步对称SVPWM算法实现

大功率应用场合下三电平逆变器开关频率降低,输出电流谐波增大,采取同步且对称的调制策略可优化谐波性能。通过分析同步且对称调制特性,总结三电平SVPWM同步对称的基本条件;详细给出开关规则和具体实现步骤,使输出电压波形在任意整数脉冲下,满足同步、三相对称、1/2周期对称、1/4周期对称。同步对称调制可在低开关频率下消除非特征次谐波,降低输出电流总谐波畸变率。通过Matlab仿真和DSP实验验证了该调制策略的可行性和有效性。     

一种改进的模块化多电平变换器调制策略研究

在介绍了模块化多电平变换器(MMC)基本运行原理的基础上,分析了传统的统一脉宽调制(SUP-WM),针对该调制策略输出电压电平数只能达到n+1(n是MMC各桥臂子模块个数),采用一种改进型SUPWM调制策略,该调制策略可以使得输出电压电平数达到2n+1,降低了输出电压的谐波含量和开关管的电压应力。最后通过Matlab/Simulink和MMC实验样机对改进型SUPWM调制策略进行验证,仿真和实验结果证明该调制策略正确、有效。     

改进的无功补偿空间矢量控制策略

以控制电流跟踪误差和恒定开关频率为目标,文中基于空间矢量提出了一种改善型的适用于无功补偿的控制方法。该方法的开关矢量通过参考电压矢量与误差电流在α-β平面直接合成,不再局限于八组基本空间矢量,从而更有效地抑制了误差电流。空间矢量脉宽调制采用三相电压差值来计算相邻基本电压矢量的作用时间,差值算法在实现恒定开关频率的同时大大简化了传统方法的计算量。仿真实验证明了该控制策略简单可靠、鲁棒性强、易于离散化实现,具有良好的补偿性能。     

双三相感应电机SVPWM的新型过调制策略

过调制策略能够提高逆变器输出电压范围和品质,从而提高电机输出转速范围和转矩特性。针对双三相感应电机空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法过调制区域有限,分区实现复杂,内存占用率大等问题,提出一种新型过调制策略。该策略将整个过调制区域算法统一实现,不需要分区多控制角计算,同时使调制度与调制后控制比例参数成线性关系,不用查表及数据存储即可实现线性区到十二阶梯波的平滑过渡,使数字化实现更为简洁高效。通过仿真和实验验证了所提过调制策略的正确、可行性。     

A neural-network-based space-vector PWM controller for athree-level voltage-fed inverter induction motor drive

A neural-network-based implementation of space-vector modulation (SVM) of a three-level voltage-fed inverter is proposed in this paper that fully covers the linear undermodulation region. A neural network has the advantage of very fast implementation of an SVM algorithm, particularly when a dedicated application-specific IC chip is used instead of a digital signal processor (DSP). A three-level inverter has a large number of switching states compared to a two-level inverter and, therefore, the SVM algorithm to be implemented in a neural network is considerably more complex. In the proposed scheme, a three-layer feedforward neural network receives the command voltage and angle information at the input and generates symmetrical pulsewidth modulation waves for the three phases with the help of a single timer and simple logic circuits. The artificial-neural-network (ANN)-based modulator distributes switching states such that neutral-point voltage is balanced in an open-loop manner. The frequency and voltage can be varied from zero to full value in the whole undermodulation range. A simulated DSP-based modulator generates the data which are used to train the network by a backpropagation algorithm in the MATLAB Neural Network Toolbox. The performance of an open-loop volts/Hz speed-controlled induction motor drive has been evaluated with the ANN-based modulator and compared with that of a conventional DSP-based modulator, and shows excellent performance. The modulator can be easily applied to a vector-controlled drive, and its performance can be extended to the overmodulation region     

基于双dq锁相技术的三电平SVG研究

研究了基于三电平NPC技术的静止无功发生器(SVG),针对电网不平衡,设计了双dq变换锁相方法,得到精确的电网电压相位角及电网电压正负序矢量,采用了负序电压前馈控制策略,实现了SVG在电网不平衡条件下的稳定运行。采用基于60°坐标系的SVPWM算法,此方法计算简单,易于数字化实现。在DSP与FPGA结构的三电平SVG数字控制系统上进行算法实现,实验结果表明:采用双dq锁相技术的SVG具有良好的动态响应性能和稳定性。     

基于RT-LAB半物理仿真平台的永磁同步电机控制及谐波抑制技术

硬件在环(HIL)仿真技术相较于传统的全离线仿真技术,是伺服控制领域、电传动系统设计中的一种全新的测试理念及仿真技术。本文介绍了RT-LAB半物理仿真平台的组成,以及永磁同步电机控制使用到的逆变控制策略和调制策略。采用的控制策略主要包括MTPA及弱磁控制,采用的调制策略主要包括SPWM方式及SHEPWM方式。利用RT-LAB半物理仿真平台搭建的永磁同步电机实时仿真平台,可以进行控制算法、调制算法的半物理仿真验证。同时,利用永磁同步电机角度补偿策略提出二次谐波抑制算法,并进行了半物理仿真验证。结果表明:加入二次谐波抑制算法后,中间直流母线电压二次谐波含量有明显降低,逆变器输出电流总谐波含量也有较大改善。     

差拍控制在有源电力滤波器中的应用

有源滤波器因可以实现谐波、无功、不平衡分量补偿等多种功能 ,所以已成为谐波抑制的主要技术。而且随着脉宽调制技术和微机技术的不断发展 ,使得基于微机的数字脉宽调制方法在有源滤波器中的应用成为可能。无差拍控制就是其中一种在预测控制基础上发展起来的全数字化脉宽调制方法。该方法的优点是能够预测谐波电流的变化趋势并跟踪补偿 ,缺点是控制算法复杂 ,对预测模型依赖性较大 ,使其在具体实现过程中存在困难。针对这一不足 ,提出了一种改进的、易于实现的差拍控制方法 ,并结合定脉宽调制技术 ,以单相并联型有源滤波器为对象进行     

一种基于极限轨迹法的新型矩阵变换器过调制策略(英文)

针对矩阵变换器波形质量差和调制策略复杂的问题,本文提出了一种新型的基于极限轨迹矩阵变换器的过调制策略。该策略适用于虚拟不可控调制的矩阵变换器且在整个过调制区域中用于确保线性调制,算法简单。这种简单的控制算法减少了存储空间,而且用线性运算替换了查寻表格。仿真和实验表明电压传输比从0.95提高到1.0,并且有效地改善了输出波形质量。     

An improved particle swarm optimization based maximum power point tracking strategy with variable sampling time

This paper presents an improved maximum power point tracking (MPPT) strategy for photovoltaic (PV) systems based on particle swarm optimization (PSO). The capability of the PSO algorithm to cope with partially shaded conditions (PSCs) is the primary motivation of this research. Unlike conventional PSO-based MPPT systems, a variable sampling time strategy (VSTS) based on the investigation of the dynamic behavior of converter current is deployed to increase system tracking time. The performance of the proposed system is evaluated using MATLAB simulation and experimentation, in which a digital signal controller is used to implement the proposed algorithm on a real boost converter connected to a PV simulator. The main advantage of the proposed algorithm is fast and accurate performance under different conditions, including PSCs.     

基于非对称SVPWM的电动汽车五相永磁无刷电机容错控制

针对电动汽车用五相永磁无刷电机单相开路故障,提出了一种基于非对称空间矢量脉宽调制策略的故障容错控制方案。新型故障容错控制的设计分为两个部分,对五相永磁无刷电机驱动系统开路故障下的电压矢量关系进行了分析,然后对空间矢量调制算法进行改进,即在一个扇区中选择构成不对称波形的开关状态作为输出。该非对称空间矢量调制可以降低非故障相的电流谐波和降低转矩脉动。基于试验平台开展了试验研究,试验结果验证了新型容错控制可实现系统故障期间的低转矩脉动,且保持较好的动态性能。