基于开关时刻修正的多模式调制切换策略

电力牵引传动系统通常采用多模式调制策略.为了解决调制模式之间切换产生的电流和转矩冲击问题,该文对调制模式切换引起的定子磁链偏差进行研究,提出一种通用多模式调制切换策略.该策略通过分析改变开关时刻对两相静止坐标系下定子磁链的影响,计算出各相开关时刻的补偿幅度对定子磁链偏差进行补偿,从而实现多模式调制的平滑切换.该策略直接...     

一种基于磁链偏差矢量的多模式调制切换策略

在大功率牵引传动系统中,由于受到逆变器最高开关频率的限制,在全速度范围内一般采用多模式调制。不同调制方式之间的平滑切换对于整个系统的平稳运行有重要影响。文中针对以交流电机为负载的牵引逆变器提出一种基于磁链偏差矢量的多模式切换策略,该方法以切换前后电机转矩冲击最小化为目标,只需要切换时刻的调制比信息即可对任意两种同步调制在不同相位切换前后的定子磁链偏差矢量进行快速计算,并结合多模式调制的实现方式选择偏差矢量幅值最小的最优相位进行切换。该方法在实现切换过程转矩脉动最小的基础上间接实现了电流冲击的优化,避免了复杂的计算和分析,具有非常好的通用性。仿真和实验结果验证了该切换策略的实用性。     

基于定子磁链矢量偏差的多模式SHEPWM切换策略研究

针对电力机车牵引系统在全速度范围运行应用多模式脉宽调制技术时,不同调制模式切换过程会产生转矩和电流冲击的问题,通过研究不同特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)模式下的定子磁链矢量偏差与输出转矩冲击之间的关系,提出一种基于定子磁链矢量偏差的SHEPWM最优切换点选择策略.在论述稳态定子磁链轨迹与调制度之间关系的基础上,给...     

基于参考磁链空间电压矢量调制策略的PMSM DTC系统

设计了基于参考磁链空间电压矢量调制策略的永磁同步电机直接转矩控制方案,用参考磁链控制器和空间电压矢量调制模块取代了常规直接转矩控制系统中的开关表和滞环控制器.仿真表明,与常规直接转矩控制相比较,基于参考磁链空间电压矢量调制策略的永磁同步电机直接转矩控制系统无常规DTC系统启动时的负向转矩问题,转矩和转速波动显著减少,运行更加平稳,具有更好的动、静态性能.     

基于脉冲跳变的空间矢量脉冲宽度调制策略

针对二极管钳位型单相九电平逆变器,分析其工作原理,提取了逆变器工作的有效开关状态。根据伏秒平衡原理和两矢量三段式调制规律,提出了一种基于脉冲跳变的空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略。通过分析所有开关周期脉冲的跳变情况,给出了脉冲类型的判断条件,并根据脉冲类型计算起始和终止电压矢量及其作用时间;同时,应用FPGA设计了模块化SVPWM控制系统,并对该控制系统进行了时钟与资源消耗评估。性能分析结果表明,该调制策略计算速度快、资源消耗小。最后,仿真与实验结果验证了所提调制策略的正确性和有效性,而且能够有效地均衡电容电压。     

基于谐波磁链偏差的多模式调制切换策略研究

在电力牵引传动系统中,通常采用基于优化脉宽调制(PWM)的多模式调制策略,以实现牵引电机全速域的平滑运行.为解决不同调制模式间的切换冲击问题,本文首先分析了切换冲击产生的机理,其根本原因是切换前后谐波磁链出现了突变.然后以谐波磁链分析方法为基础,对优化P WM的定子磁链和谐波磁链关系进行定量分析,提出了一种基于谐波磁链...     

电力机车牵引传动系统的多模式调制策略及切换方法研究

针对交流电力机车牵引传动系统开关频率低的特点,研究了牵引系统的多模式脉宽调制策略以及不同调制策略之间的切换方法,实现了电机控制算法和多模式调制策略的统一框架设计。根据不同调制模式的特点,提出了一种由异步调制切换至同步SVPWM再到同步SHEPWM调制直至方波调制的多模式PWM调制策略;针对不同调制模式在切换过程中出现的问题,使用了一种三相同步的切换方法;为避免电机控制算法和多模式脉宽调制策略之间存在的相角匹配问题,提出了可以简化算法实现复杂程度的统一框架设计方法,并论述了在低采样率下电流调节器和磁链观测器的设计过程;最后,在小功率牵引实验平台实现了无速度传感器电力机车牵引工况下全速域的稳定运行,实验结果验证了算法的有效性。     

一种基于空间矢量调制的永磁同步电动机新型直接转矩控制方案

针对永磁同步电动机(PMSM)的传统直接转矩控制(DTC)中存在的磁链转矩脉动大和开关频率不恒定等问题,分析了直接转矩控制中影响磁链和转矩增量大小的因素,在建立定子磁链坐标系下永磁同步电动机数学模型的基础上,提出了一种基于空间矢量调制(SVM)的新型DTC方法,该方法利用定子电压在定子磁链坐标轴上的分量控制电动机的磁链和转矩,再结合空间矢量调制方法控制逆变器运行。仿真和实验结果证明了这种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法可以有效地减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,并使逆变器工作在恒定的开关频率下。     

基于精确线性化解耦的永磁同步电机空间矢量调制系统

从永磁同步电机的定子磁链模型出发，应用精确线性化理论，实现永磁同步电机输入输出线性化与解耦。将永磁同步电机动态解耦成二阶线性转速子系统和一阶线性磁链子系统，结合磁链扇区判断方法和线性化解耦后的实际系统输入来确定目标空间电压矢量，实现了永磁同步电机调速系统的转速和磁链动态解耦控制。仿真和实验结果表明，基于精确线性化解耦的永磁同步电机空间矢量调制系统具有理想的速度跟踪性、良好的鲁棒性和低速性。     

一种基于三电平矢量调制波的多电平调制方法

以五电平为例简述了多电平空间矢量调制（SVM）的实现方法,在此基础上分析了多电平SVM与多电平载波调制的联系和区别,指出多电平SVM比载波调制在开关组合的选择上更加灵活,使得多电平SVM更有利于输出电压波形的优化和输入直流侧的功率平衡,但是多电平SVM的实现相对复杂。因此文中提出了一种改进的多电平调制方法,该方法基于三电平矢量调制波,折衷了多电平SVM和载波调制的优缺点,既利用了SVM在调制波过零点附近增加开关次数来减小输出电压波形畸变的优点,又可以通过三电平矢量调制计算出调制波,使用载波调制的方法实现,使得该方法的计算量不会随着电平数的增多而大幅度增加。所建立的五电平实验模型验证了该方法确实可行。     

基于空间矢量脉冲宽度调制的有源电力滤波器死区补偿研究

为了防止逆变器同一桥臂上、下两个开关器件发生直通故障而设置的死区时间使得逆变器无法对指令电流实现精确跟踪,影响有源电力滤波器(APF)的补偿效果,对死区效应的影响进行分析。结合空间矢量控制方法的特点,提出了一种简单、有效的脉冲直接补偿方法。该方法能够精确地消除死区效应的影响,并通过Matlab建立APF的仿真模型。仿真结果验证了该补偿方法的有效性。     

直流母线电流采样电压空间矢量脉冲宽度调制

针对直流母线采样电机控制系统电压空间矢量脉冲宽度调制问题,分析传统空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)方法的电流采样机理,揭示其在直流母线采样系统中不可观测区域的存在机理,通过定义最小采样时间的概念精确划分出直流母线电流采样不可观测区域,进而通过插入测量矢量和补偿矢量提出直流母线采样电压空间矢量脉冲宽度调制(SSVPWM...     

基于混合脉宽调制技术的永磁同步电机过调制区域相电流重构策略

基于传统单电流传感器(single current sensor,SCS)技术的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)系统在运行于过调制区域时,会存在相电流重构盲区(measurement dead-zone,MDZ)的问题。该文基于一种混合脉宽调制技术(hybrid space vector pulse width modulation,HSVPWM),改进传统的矢量脉冲插入法(measurementvector insertion method,MVIM),实现过调制区域的相电流重构,拓宽电机的运行范围。与传统方法相比,所提出的控制策略中,插入的2个矢量脉冲位于每个开关周期的中间与开始时刻,保持SVPWM波形的对称性,不会引起电流畸变,而且实现程序大大简化,有利于提高系统的整体控制性能。仿真与实验结果均验证所提出方法的有效性与可行性。     

直接转矩控制中基于旋转坐标系的磁链估算模型

将直接转矩控制(DTC)与定子磁链定向矢量控制相结合，利用DTC中电压矢量的空间位置角，推导出定子磁链定向矢量控制中的磁链定向角，然后根据旋转坐标系中的d轴和q轴电流分量，建立定子磁链估计的数学模型。这样可使DTC中的磁链估算简便、精确。文中给出了使用这种方法建立的直接转矩控制系统的MATLAB仿真结果。     

基于定子磁链的双馈风力发电系统矩阵变换器调制策略

将矩阵变换器的输入和输出变量映射到双馈风力发电系统定子磁链定向的dq坐标系,提出双馈风力发电系统定子磁链定向的调制策略,得到零序分量传递方式的结论;明确调节过程的物理意义,简化各开关占空比的计算过程,在保证输入功率因数可调的情况下,实现双馈风力发电系统有功、无功解耦控制,抑制输出电压、电流的谐波分量.并在一台矩阵变换器励磁的4极双馈风力发电系统应用上述调制策略.结果表明:该调制算法具有良好的动态性能,能有效改善风力发电系统输出电能质量,减少对电网的谐波污染,具有工程实用价值.     

定子磁链直接控制的新型PWM法

本文提出了一种基于定子磁链直接控制的新型ＰＷＭ方法，通过变换直接转矩控制的结构对定子磁链的直接控制，最终实现ＰＷＭ方式的变频调速，实验结果显示，输出相电流谐波分量小，运转平稳。     

基于定子磁链定向的直接转矩控制

把直接转矩控制 (DTC)与定子磁链定向矢量控制 (SFOVC)相结合 ,利用DTC中电压矢量的空间位置角推导出SFOVC中的磁链定向角 ,然后根据旋转坐标系中的d轴和 q轴电流分量建立定子磁链估计的数学模型。使DTC中磁链的估计更简便易行也要精确。同时给出了仿真实验结果 ,由仿真结果可知该方法是正确可行的。     

多电平逆变器载波调制与空间矢量调制的等效关系

目前对于载波调制和空间矢量调制这两种调制方法之间的关系在多电平领域尚缺乏系统的理论分析与比较。文中在一种通用的多电平空间矢量调制算法的基础上,对多电平空间矢量调制和载波调制方法的开关状态及其作用时间分别进行了详细的解析分析,系统地研究并证明了当采用同样的参考电压时,两种方法之间是完全等效的,并且分析方法和结果普遍适用于任意电平数目的情况。进一步分析了这两种调制方法之间等效关系的本质,通过具体试验结果和应用示例验证了这种等效关系并说明了这种等效关系的意义。这两种多电平调制方法之间的等效关系将使多电平脉宽调制控制策略可以在一个统一的体系下进行研究。     

基于参考磁链电压空间矢量调制策略的永磁同步电机直接转矩控制研究

设计了基于参考磁链电压空间矢量调制策略的永磁同步电动机直接转矩控制,用H调节器取代了常规直接转矩控制系统中的开关表和滞环控制器,在每一控制周期计算出参考磁链和估计磁链的偏差,选择相邻非零矢量和零矢量并精确计算出其作用时间.仿真结果表明,与常规永磁同步电机直接转矩控制相比,基于参考磁链电压空间矢量调制策略永磁同步电机直接转矩控制转矩脉动显著减小;转矩和转速动态响应更快;具有更好的动、静态性能.