最小开关损耗VSVPWM技术的研究与仿真

分析了电压空间矢量PWM (VSVPWM )的基本原理 ,指出在VSVPWM中每相每周期最多可有 12 0°的扇区不开关 ,通过零矢量作用时间的适当分配可以连续调整不开关扇区的位置。在此基础上提出了一种根据负荷功率因数角动态分配零矢量的方法 ,并引入了不开关扇区滞后角的概念。这种方法开关损耗最小 ,并可有效降低开关器件的最大开关电流 ,仿真结果证明了其可行性。同时还给出了与此等效的谐波注入PWM方法     

磁链空间矢量PWM在HVDC Light中的研究与仿真

在介绍电压空间矢量PWM（VSVPWM）的基本原理的基础上，推导出了磁链空间矢量的作用顺序及作用时间，从理论上说明了磁链空间矢量不但具有减小绝缘栅双极晶体管（IGBT）开关频率的优点，而且还能有效地降低谐波含量，提高电压利用率，同时给出了用Matlab/Simulink实现磁链空间矢量PWM的方法，最后把磁链空间矢量PWM与轻型高压直流输电（HVDC Light)系统相结合，通过Matlab对系统进行仿真，证明了磁链空间矢量PWM应用于轻型高压直流输电系统的可行性。     

中点箝位型三电平逆变器空间矢量与虚拟空间矢量的混合调制方法

中点电压偏移是中点箝位型(neutral point clamped,NPC)多电平逆变器的主要缺点。空间矢量脉宽调制(space vector pulse-width modulation,SVPWM)由于算法本身的缺陷,在调制度较高且功率因数较低时,电容电压出现低频波动。虚拟空间矢量调制(virtual SVPWM, VSVPWM)方法能够在全范围内处理中点电压偏移问题,但存在开关次数较多,谐波特性较差的缺点。该文建立含电容电压的NPC三电平逆变器的PWM模型,讨论SVPWM和VSVPWM的约束条件。在特定的区域采用SVPWM,其他区域采用VSVPWM,给出了这2种调制策略的切换条件。实验结果表明,混合调制方法(hybrid PWM,HPWM)较之以前的解决方案能够更好的平衡电容电压,并且也能够有效的降低开关次数和提高逆变器输出的谐波特性。     

三相电压型脉宽调制整流器定频模型预测控制

针对三相电压型脉宽调制(PWM)整流器有限控制集模型预测控制采样频率高、开关频率不固定的缺点,提出了一种定频模型预测控制方法。通过求解价值函数得到PWM整流器交流侧下一采样时刻所要输出的电压值,利用空间矢量脉宽调制技术输出计算得到的电压值,实现定频模型预测控制。仿真与试验结果表明:所提出的控制算法开关频率恒定,稳态电流谐波含量低,实现了整流器高功率因数运行。     

基于空间矢量的定频直接功率控制系统研究

直接功率控制是三相电压型PWM整流器的一种有效控制策略,开关表作为直接功率控制的功率内环,根据瞬时功率差值变化决定开关状态。为了克服基于开关表的传统直接功率控制开关频率不固定、有功功率和无功功率解耦效果不理想的缺点,本文在分析PWM整流器模型和瞬时功率基础上提出了一种基于空间矢量调制的电压型PWM整流器直接功率控制方法。该控制结构由PI调节器和空间矢量调制模块组成,除了具有传统直接功率控制结构简单、功率因数高、动态响应好和电流畸变小的优点外,通过空间矢量调制,还具有开关频率固定、便于滤波电感设计的优点。通过Matlab/Simulink软件仿真和实验结果验证了控制方法的正确性和可行性。     

基于DPC-SVM控制的三电平PWM整流器仿真研究

直接功率控制(DPC)和电压定向矢量控制(VOC)是PWM整流器常用的控制技术。DPC控制动态响应比较快,但其稳态性比较差,而且开关频率不固定,给滤波器的设计带来困难。VOC控制精度高,但算法实现比较复杂。在此基础上提出了一种空间电压矢量控制与直接功率控制结合的控制策略,即DPC-SVM。该控制结构为直流输出电压外环,功率控制内环,无功功率参考值设为0,以达到单位功率因数,设计了功率环的参数,对系统进行了仿真研究。结果表明,所提出的控制技术有好的动静态性能,直流母线电压超调量小,电流谐波总畸变率小,并且弥补了直接功率控制和电压定向矢量控制的缺点。     

单元串联多电平逆变器PWM方法比较研究

探讨了几种现有的多电平逆变器的脉冲宽度调制PWM(Pulse Width Modulation)方法,提出了一种多电平最优空间矢量方法,该方法通过选取最优空间矢量确定三相最佳电平组合,得到三相电压实际电平值,从而生成三相PWM控制模式。并与现有的PWM方法进行了比较。仿真结果说明多电平最优空间矢量方法具有开关频率低、总谐波含量低的优点。     

PWM可逆变流器空间电压矢量控制技术的研究

为了提高PWM可逆变流器电流跟踪性能,提出了以电流偏差微分矢量进行电流跟踪控制的新方案,当电流偏差较大时,选择适当的空间电压矢量,使其对应的电流偏差微分矢量具有与电流偏差矢量方向相反的最大分量,以获得电流的快速响应;当电流偏差较小时,则选择适当的空间电压矢量,使其对应的电流偏差微分矢量具有与电流偏差矢量方向相反的最小分量以抑制电流谐波;当电流偏差很小时,则不进行空间电压矢量切换,以限定开关频率,实验结果表明：新方案通过简单的空间电压矢量切换,在限定开关频率条件下,使电流获得快速响应的同时抑制了电流谐波。     

空间矢量PWM逆变器的仿真

介绍了空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理，给出了一种与规则采样PWM等效的SVPWM，提出了在MATLAB/SIMULINK环境下电压空间矢量PWM逆变器的实现方法，最后给出了仿真实验结果。     

基于三相PWM整流器的无死区空间矢量调制策略

与常规的连续空间矢量调制（SVM）相比,不连续空间矢量调制可使器件的平均频率低于采样频率,因而可降低变换器的开关损耗,该文分析了连续SVM二种形式－单一零矢量SVM和分区零矢量的工作原理,实现方式及开关损耗的计算方法,这种不连续SVM可使平均开关频率降低约1／3,通常电压型PWM变换器上下桥臂间的换流死区不仅增加谐波含量,并降低了电压利用率和可靠性。该文在分析了电压型整流器换流过程的基础上提出了电压型整流器的无死区控制策略,改善了这类变换器的工作性能。并与分区零矢量SVM的调制方式相结合。提出了无死区的分区零矢量不连续SVM控制策略,实验结果证实了所提控制策略的可行性及其在改善相应PWM变换效率方面的优越性。     

基于多电平随机脉宽调制技术的共模电压和谐波抑制方法

在PWM电机驱动系统中,多电平逆变技术可以降低系统中的共模电压和谐波含量,但是由于开关频率是固定的,在开关频率处的谐波仍很大。随机开关频率空间矢量调制技术可以通过对零矢量的控制,实现对共模电压的抑制,并且开关频率的随机化,使得开关频率处的幅值较大的谐波分散为一定带宽的幅值较小的谐波,降低了谐波的幅值。给出了混合型七电平逆变器的拓扑结构及控制方法,将高压单元的低频输出和低压单元的高频输出进行叠加,实现七电平的电压输出。分析了不同的开关状态对共模电压的影响,提出了用于共模电压抑制的矢量选择方法和用于降低谐波的开关频率随机化方法,仿真和实验结果显示,多电平逆变技术和随机脉宽调制技术的结合使用,大大降低了系统的共模电压和开关频率处的谐波分量。     

Comments, with reply, on `An algebraic algorithm formicrocomputer-based (direct) inverter pulsewidth modulation' by Y.H. Kimand M. Ehsani

The commenter claims the so-called new direct PWM method developed by Y.H. Kim and M. Ehsani (see ibid., vol.23, no.4, p.654-60, July/Aug. 1987) is a reinvention of the conventional regular-sampled PWM technique, which has been widely used for research and industrial applications for over the past 20 years. Moreover, the commenter claims to demonstrate that the results produced by Kim and Ehsani are in error, and therefore the comparisons made with the conventional PWM techniques are incorrect and have the potential for being very misleading. In a reply, Kim and Ehsani point out that Bowes' insight into the resemblance of the equal area PWM algorithm to the regular-sampled PWM is mostly correct. They claim, however, that the equal-area approach introduces the DC voltage parameter into the real-time PWM algorithm. Therefore, the DC voltage can also vary in time (within limits defined by the carrier frequency) without significantly corrupting the PWM output of the algorithm. This additional degree of freedom is specifically exploited when the direct method is applied to other converters     

Space vector PWM for a two-phase VSI

This paper proposes space vector pulse width modulation (SVPWM) technique to control a two-phase full bridge voltage source inverter (VSI) having reduced number of static switches with higher phase voltage output. SVPWM gives higher fundamental component amplitude, provides more efficient use of DC supply voltage and generates less harmonic distortion in the output voltages and currents than other pulse width modulation (PWM) techniques. Between asymmetric and symmetric SVPWM only symmetric one is considered so that the harmonic contents are minimized and two different timing sequences and corresponding switching states are proposed. For the implementation three level switching patterns are determined by using software. For real time application these theoretically determined switching signals for the six power transistors are generated by a digital signal processor (DSP) kit and finally the two-phase output voltages are applied to load. The experimental results are found good and in agreement with the theoretical results. Mathematical analysis along with theoretical and experimental performance of the proposed inverter are presented. Total harmonic distortion (THD) and distortion factor (DF) show that the output voltage quality is good enough to apply in any type of practical two-phase load.     

单相PWM整流器两矢量有限集模型预测电流控制

为解决传统有限集模型预测电流控制FCS-MPCC(finite-control-set model predictive current control)方法下开关频率不固定和网侧电流谐波大等问题,以单相PWM整流器为研究对象,研究了一种两矢量有限集模型预测电流控制TV-FCS-MPCC(two-vector-based finite-control-set model predictive current control)方法。该方法根据整流器的3种电压矢量进行扇区划分,并在每个开关周期内同时作用一个扇区内的2个边界矢量;结合电流误差评价函数,求解出各扇区边界电压矢量的最优作用时间;最后采用电流误差评价函数值最小的扇区边界矢量,并通过调制模块产生相应开关信号。为验证所提方法的正确性和有效性,在小功率实验平台上对该TV-FCS-MPCC与传统FCS-MPCC方法进行了实验对比研究,研究结果表明:TV-FCS-MPCC方法可以有效实现单相PWM整流器的控制目标,与传统FCS-MPCC方法相比,所提方法可以实现开关频率的固定,并降低网侧电流THD。     

三相PWM整流器滞环控制改进方法的研究

三相电压型PWM整流器的控制已趋于成熟,其中以滞环控制方法最为经典.针对传统滞环控制策略存在的开关频率不固定从而造成谐波畸变较大的问题,分别通过网侧电压叠加、固定开关频率及不对称环宽等3种方法对传统滞环控制策略进行改进,实现滞环宽度按控制规律可变,从而固定开关频率,减小谐波畸变,最后通过仿真和实验验证了改进方法的优越性...     

基于载波的五电平逆变器准最优PWM方法研究

多电平逆变器作为一种应用于高压大功率变换场合的新型变换器,其相应的电路拓扑结构和PWM控制方法是研究的热点方向。本文针对多电平载波PWM技术中电压调制深度低和基波幅值小的问题,提出了一种新颖的多电平准最优PWM法,分析了输出最大电压调制深度、基波幅值和谐波畸变率等,并进行了计算机仿真。仿真结果表明,该方法极大地提高了输出电压调制深度和基波幅值,文中同时给出了输出电压开关切换角、最优调制波形等的求解方法。     

一种基于PWM控制的高性能单相变频器设计

通过对某国家重点实验室进口设备所配套的单相电容电动机电源的改造,介绍了一种基于PWM控制的高性能单相变频器。该变频器采用特定的谐波消除方法,生成PWM开关控制信号,使单相交流电源电压基波含量高f、/u变化范围宽,基本消除了低次谐波。详细介绍了各单元电路的设计方法,通过实验和试用证明,变频器输出电压稳定,满足了对实验设备的性能要求。     

关联指令分区控制脉宽调制技术

提出了一种新的脉宽调制（ＰＷＭ）方法－－关联指令分区控制（ＣＲＳＣ）方法。ＣＲＳＣ脉宽调制技术把１个周期分成６个区,在１个分区内,其中１个桥臂不调制,即开关状态不变,其它２个桥臂按照关联充分别进行调制,关联指令实质上是线电压指令,由需调制相的相指令和不调制相的相指令相减而得。对三相逆变器系统来说,与传统ＰＷＭ方法相比,ＣＲＳＣ可使逆变器输出电压提高１５．４７％,开关次数降低１／３。仿真与实验验证了     

考虑指令电流的变环宽准恒频电流滞环控制方法

以半桥电压型PWM变换器为例,分析了补偿电流跟踪特性与变换器直流电容中点电压和交流电源电压的关系,提出了直流电容中点电压、交流电源电压和指令电流之间转换的方法。将指令电流转化为交流电源电压的附加分量,与原交流电压之和作为新的交流电压,应用于电压型PWM变换器电流控制,得到一种考虑指令电流的变环宽准恒频电流滞环控制方法。所提方法可以克服原有变环宽准恒频电流滞环控制方法在指令电流变化较大时开关频率不稳定的不足,仿真结果验证了所提方法的有效性。