三电平逆变器空间矢量过调制控制策略的研究

以主要应用于高压变频调速装置中的三电平逆变器为研究对象,在三电平逆变器一般调制基础上,详细分析过调制的工作原理,实现了逆变器由一般调制延伸到过调制的控制策略;提出一种相对简单的过调制电压矢量作用时间算法。最后运用Matlab软件对该过调制控制策略进行仿真,仿真实验证明该过调制算法的正确性。     

一种基于谐波补偿的级联H桥光伏并网逆变器控制策略

级联H桥光伏并网逆变器受输入功率的影响,功率大的单元易出现过调制现象,进而诱发并网电流畸变。为此提出了一种新型谐波补偿控制策略。通过引入适当的3、5次谐波至过调制单元中,以保持其调制波峰值始终为1;同时引入反向的谐波至剩余各单元中,以抵消过调制单元中引入的谐波成分。与传统3次谐波补偿法相比,所提控制策略使逆变器过调制能力提高了33.55 %,进一步扩宽了其稳定域运行范围。在各单元输入功率极度不平衡时,系统仍可稳定运行。通过仿真和实验证明了所提控制策略的可行性和有效性。     

一种用于三电平逆变器的双模式过调制策略

为了提高直流母线电压利用率及实现线性调制到过调制最大输出(六阶梯波)的平滑过渡,研究了一种快速计算过调制中控制角的双模式过调制算法,该算法简单、有效,程序执行时间短,能够使系统的调制范围由线性调制区的最大范围( SVPWM)0～90.7％扩展到0～100％,并搭建中点箝位型三电平逆变器实验平台,对该双模式控制策略下的有效性进行了验证.实验结果表明,输出电压明显提高,可以满足多数高转矩输出或较低电压场合的需求,该策略具有实用性的参考价值.     

双级矩阵变换器的过调制策略研究及实现

在分析双级矩阵变换器(MC)控制原理的基础上,提出了一种过调制控制策略,该策略分为两步:首先通过控制双级MC中的整流器,使其整流侧得到尽可能大的直流整流电压;然后,对双级MC逆变器进行过调制,以增大逆变器输出电压,提高电压传输比。在过调制控制原理的基础上,基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)建立了一套双级MC实验装置。实验结果证明,双级MC过调制策略能有效提高电压传输比,从而验证了该过调制策略的正确性。     

空间矢量PWM过调制策略的分析和仿真

在阐明空间矢量PWM原理的基础上,分析一种针对空间矢量PWM的过调制控制策略.该策略根据调制比将调制模式分为线性调制,过调制模式Ⅰ和过调制模式Ⅱ 3个区域,重点分析两种过调制模式,并运用傅立叶级数展开式的方法给出对应模式I下参考角cr和模式Ⅱ下保持角αh的推导方法.最后在MATLAB/Simulink仿真平台下将这种调制策略应用于感应电机的V/f控制系统中,对比给出不同调制模式下的调制波形,相电压输出波形和相应的电流波形,并运用FFT分析了不同模式下的谐波频谱.     

改进的过调制策略在车用IPMSM宽调速范围控制中的应用

当前电动汽车逐渐得到推广,而车用电机控制系统对调速范围有着很高要求。针对车用内置式永磁同步电机的宽调速范围控制,提出一种基于电压增益补偿的过调制弱磁控制策略。该策略通过将调制后的电压补偿给调制前的电压,提高母线电压利用率,实现内置式永磁同步电机更宽调速范围的控制。基于车用内置式永磁同步电机的模型,通过MATLAB/Simulink仿真验证该改进的控制策略的可行性。     

注入无功功率的链式电池储能系统荷电状态均衡控制策略

针对链式电池储能系统相内电池组荷电状态(SOC)不均衡问题,分析了单位功率因数下均衡控制策略在SOC极度不均衡时导致过调制的边界条件,并提出了一种注入无功功率的新型相内SOC均衡控制策略。通过在各H桥调制信号中叠加有功和无功电压分量,重新分配有功和无功功率,保证SOC处于极端状态的电池组主要进行有功功率交换,其余电池组主要进行无功功率交换,实现极端模块调制比有效降低,非极端模块调制比略有增长,避免过调制。与单位功率因数均衡控制策略相比,该策略通过控制功率因数角充分协调各模块调制比,可以在各电池组SOC差异更大的情况下实现均衡控制,扩大适用范围。仿真结果验证了所提策略的正确性和有效性。     

输入不平衡时双级矩阵变换器调制策略的改进

针对输入电压不平衡时双级矩阵变换器输出电能质量差且电压传输比低等问题,在空间矢量脉宽调制基础上提出了一种混合型控制策略.整流级采用过调制策略,保证负载侧输出最大功率,逆变级通过时变电压调制系数来实时修正逆变级占空比,确保负载侧三相对称输出,利用Matlab/Simulink对该调制策略下TSMC输出性能进行了仿真研究.仿真结果表明该方法不仅能有效改善非对称输入时输出波形,提高电压利用率,而且算法简单易于实现.     

过调制矩阵变换器的电压传输特性及谐波分析

矩阵变换器电压传输比不大于0.866，是制约矩阵变换器发展的最重要因数之一，因此提高电压传输比的控制策略成为研究热点。矩阵变换器过调制方法在有些文献中提及，但论述简单，并没有实验证明。该文采用过调制方法来提高电压传输比，阐明了这种方法的实质，并通过仿真实验和物理样机实验证明这种方法的可行性和有效性，进一步分析了过调制时的电压传输特性及其谐波分布，其最大电压传输比可达到1.0左右。过调制模式Ⅰ其谐波含量不大，有较好的应用价值，其电压传输比可达0.955。过调制模式Ⅱ则有较大的谐波含量，需加以抑制。     

基于H4结构逆变器在不同调制方式下的性能比较

针对传统双极性调制和单极性调制方式在效率、总谐波失真THD(total harmonic distortion)以及电磁干扰等方面的问题,提出上慢下快调制方式和半周期工频半周期高频调制方式2种新控制策略。上慢下快调制方式在较高电压和电流上升率的工况下,对于驱动电路以及主电路中的杂散电感、电容的电磁干扰影响,能够有效抑制。半周期工频半周期高频调制方式在调制波(正弦波)过零点处无SPWM突变,有效改善输出电压过零点振荡的问题。在Matlab/Simulink仿真平台验证了4种调制方式的可行性。最后通过实验研究,结合效率、THD这2个参数进行对比分析,比较4种调制方式的性能,通过实验数据得出所提控制策略较传统调制方式在效率、总谐波含量以及电磁干扰等方面均有改善,证明了所提控制策略的可行性与有效性。     

矩阵变换器空间矢量PWM过调制策略的研究

针对矩阵变换器在实际应用中存在电压传输比较低的问题,基于空间矢量PWM研究了矩阵变换器的两种过调制策略.在过调制策略中根据电压调制系数不同,给出了参考电压矢量不同的调整策略,以提高电压传输比.在MATLAB下对过调制策略进行了仿真研究,仿真实验结果证实所提出的空间矢量PWM过调制策略能有效提高矩阵变换器的电压传输比.     

A novel dynamic overmodulation strategy for fast torque control of high-saliency-ratio AC motor

This paper describes the dynamic overmodulation strategies for fast torque control of the high-saliency-ratio ac motor. For the high-saliency-ratio ac motor, the dynamic control of both d- and q-axes currents is required for fast torque control with optimal efficiency. However, in transient operation, the d- and q-axes current regulators are easily saturated even at low speed because the stator inductance is designed large enough to generate the desired reluctance torque. With the conventional overmodulation strategies, the current regulation performance degrades severely compared to a nonsalient motor. In this paper, the drawbacks of the conventional overmodulation strategies are investigated and a dynamic overmodulation strategy is proposed to improve the current response to fast transients. For the effective implementation of the strategy, a practical algorithm is also presented. The performance of the proposed strategy is confirmed by computer simulation and experiment with a 3.75-kW axially laminated synchronous reluctance motor and an interior permanent-magnet synchronous motor for 42-V integrated starter-generator applications.     

矩阵变换器的过调制策略

将矩阵变换器等效成虚拟的整流器和虚拟的逆变器,再将两者结合完成对矩阵变换器的电压调制。在虚拟逆变级采用过调制策略可提高矩阵变换器的电压传输比。对在虚拟逆变级采用的双模过调制模式I、模式Ⅱ过调制策略、单模过调制策略、基于极限轨迹法的过调制策略、基于人工神经网络的过调制策略加以总结,并分析出各自的优点及缺点。针对不同矩阵变换器的系统要求,采用不同的过调制方法。     

感应电机弱磁调速时SVPWM过调制策略研究

以提高感应电机弱磁调速时逆变器输出电压为目标,提出了一种新的空间矢量脉宽调制(SVPWM)线性过调制策略。结合交流异步电机磁场定向闭环控制的特点,在SVPWM过调制区域Ⅱ中采用一种线性幅值跟随过调制策略,而在过调制区域Ⅲ中采用了6步法,从而保证SVPWM在整个过调制区域都能获得最大调制比。实验结果表明,该方法能有效提高逆变器输出电压,有利于扩大弱磁调速系统基速以上的调速范围。     

基于基波电压幅值线性输出控制的 SVPWM过调制新算法

传统的空间矢量脉宽调制（SVPWM）过调制控制需要预先存储大量的数据，系统存储量庞大，但控制精度却不理想。该文提出了一种新颖的基于基波电压幅值线性输出控制的SVPWM过调制算法，该算法不需要存储数据，能够使逆变器平滑的从线性调制工作状态过渡到六阶梯波工作状态，非常适合数字化应用。文中分析了应用该算法以后，逆变器输出电压的谐波畸变（THD）情况，以及主要谐波成分百分含量的变化情况，并和其它控制算法进行了技术指标对比。分析及相关实验证明，该算法具有输出基波电压增益线形、谐波电压含量低以及实现简单的优点，非常适合异步电机实际应用。     

SVPWM过调制算法的理论分析与实验应用

过调制算法能够有效提高逆变器的输出基波电压,对缩短电动机的动态响应时间、扩大稳态运行区域是十分有意义的.研究了一种基于SVPWM的过调制算法,并对过调制区的谐波成分进行了分析.最后在Matlab/Simulink仿真软件和350 kW鼠笼式异步发电机全功率变换器实验平台上进行了验证.结果表明,该过调制策略可实现在整个调...     

新颖的SVPWM过调制策略及其在三电平逆变器中的应用

提出了2种开环无载波的SVPWM单模式过调制策略。对它们的特点进行分析并与现有方法作比较。其中第一种方法的调制比与修改后的电压矢量幅值有精确的线性关系,可以提高基波控制精度并有效地减少DSP的内存占用和运行时间,但THD指标较差;第二种方法THD指标较好,但基波控制精度微弱降低,且较复杂。第一种方法更适合于计算资源紧张而又对基波控制精度有高要求但对谐波指标要求较低的场合;而第二种方法则更适合于谐波指标要求较高且计算资源相对富足的应用。在一片以TITMS320LF2407ADSP为控制器的二极管箝位三电平开环V/f控制原理样机上对新提出的2种过调制方法进行实验,试验结果证明所提方法是正确和可行的。     

Dynamic overmodulation characteristics of triangle intersection PWMmethods

In this paper, the dynamic overmodulation characteristics of current-regulated carrier-based high-performance pulsewidth modulation (PWM) voltage-source inverter drives are investigated. Dynamic and steady-state overmodulation operating modes are clearly distinguished, and the requirements for obtaining high performance in each mode are shown to be significantly different. Dynamic overmodulation characteristics of the modern triangle intersection PWM methods are modeled and shown to be unique for each method. The study reveals space-vector PWM (SVPWM) exhibits a minimum voltage magnitude error characteristic. It also indicates all the advanced triangle intersection PWM methods, including SVPWM, have limited dynamic overmodulation performance. To enhance the performance, an algorithm with superior performance is adapted from the direct digital PWM approach. Detailed induction motor drive simulations and experimental results illustrate the characteristics of modern triangle intersection PWM methods and the performance gained with the new dynamic overmodulation algorithm     

多电平逆变器多载波PWM调制策略的研究

介绍了多电平逆变器的思想,对多电平逆变器不同的拓扑结构进行了比较,研究和分析了用于多电平逆变器不同的多载波PWM调制策略.通过对未滤波的逆变器输出电压的谐波分析,对不同调制方法在线性调制区的谐波特性进行了比较.同时,也提出了一种混合的调制策略.分析了不同调制策略在不同的电平数下所具有的特性.讨论了逆变器电平数的增加对于输出电压频谱的影响,也研究了过调制对于输出电压频谱的影响.     

Control of PWM voltage inverters in the pulse dropping region

This article explores in detail the operation of PWM inverters in the pulse dropping or overmodulation region. A discussion of the improvement obtained from the compensated modulation technique (CMT) method when compared to the previous approximate approach demonstrates an improvement in accuracy. A review of space vector overmodulation techniques reveals the similarities and differences with sine wave overmodulation. Finally, simulation and experimental results demonstrate the CMT's accuracy and controlled transition throughout the operating regions of V/Hz and current regulated PWM inverters