三电平矢量分解SVPWM算法及中点电压平衡

传统多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法需要复杂的扇区判断和大量三角函数计算,不易于向更高电平级数扩展。研究了一种简化的基于参考电压矢量分解的三电平SVPWM算法。该算法将两电平SVPWM算法应用到多电平SVPWM算法,简化了扇区判断,避免了三角函数运算。分析三电平逆变器中点电压不平衡的机理,给出中点电压平衡控制策略。该策略易于推广到多电平SVPWM算法。实验验证了该控制算法的有效性。     

基于矢量分解的多电平逆变器简化SVPWM算法

为进一步提升多电平逆变器空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法的计算效率,并增强其拓展性,提出了一种基于矢量分解的简化算法.介绍了一种基于虚拟作用时间的两电平SVPWM算法,不需经过区域判断即可实现基本电压矢量作用时间的统一计算,从而减少算法计算量;通过将参考矢量分解为多电平基本矢量和两电平参考矢量,将多电平空间中电压矢量的合成转化到两电平空间下进行,从而简化多电平SVPWM算法的实现.采用该算法生成多电平基本矢量作用序列及计算其作用时间的复杂度与电平数无关,扩展性较强,便于将其应用于多电平逆变器中.通过三相五电平NPC/H桥逆变器的PSCAD仿真及三电平逆变器的样机实验证明了所提方法的有效性.     

单相变换器简化多电平SVPWM算法

针对单相五/七电平变换器空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法实现过程复杂的问题,提出一种简化的空间矢量脉宽调制算法。该简化算法通过将单相五/七电平SVPWM算法中的参考空间电压矢量分解成为偏移矢量和单相三电平SVPWM中的空间电压矢量,从而将单相五/七电平SVPWM算法简化为单相三电平SVPWM算法。相比于传统单相多电平SVPWM算法和现有对实现流程简化的单相多电平SVPWM算法,所提出的简化算法分析简便,计算复杂度降低,占用的控制器资源较少,并且可以较为容易地实现电容电压平衡。基于现场可编程阵列(FPGA)设计了单相级联H桥(CHB)和二极管箝位(NPC)五/七电平逆变器传统和简化SVPWM算法,验证了所提简化算法的正确性和有效性。     

一种快速三电平逆变器SVPWM算法

针对基于直角坐标系的传统三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法计算量大,实时性差,对控制器性能要求高的缺点,提出一种快速三电平SVPWM算法。该算法基于自然abc三相坐标系,无需坐标变换,比较三相输入参考电压的大小及符号便可以判断出参考电压矢量所处扇区,通过对参考电压矢量进行旋转归一化处理,可以将计算量减少到原来的1/6,无需三角函数及根号运算,易于数字化实现。仿真和实验结果验证了所提算法的有效性。     

基于统一调制法的三电平SVPWM简化策略

传统三电平空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM)的实现需要经过多重区域判断以及需要较多的三角函数运算,计算量较大,且需要预先存储大量的数据表格,加重了微处理器的负担。因此,为降低三电平SVPWM的算法复杂度,避免三角函数计算,提出一种基于统一电压调制法的简化实现策略。首先,根据统一调制思想,详细阐述了两电平SVPWM的等效实现方法;然后,以前述两电平SVPWM算法为核心,通过矢量分解将三电平转化为两电平来简化三电平SVPWM的实现;最后,将该简化调制策略应用于二极管钳位型三电平逆变器的仿真与实验控制,所得仿真与实验结果验证了所提算法的正确性与可行性。     

一种三电平逆变器SVPWM快速算法研究

三电平逆变器与两电平逆变器相比有许多优点,低开关频率下,载波频率及载波频率倍数处谐波含量低。但是三电平逆变器电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法结构复杂,控制器运算量较大。针对以上问题,本文提出一种改进型三电平SVPWM算法,该算法仅需简单的逻辑判断即可得到参考矢量的具体位置和合成参考矢量的最近3个矢量,大大简化了参考电压矢量的合成和作用时间的分配。最后,以三相永磁同步电机为被控对象,用Matlab/Simulink进行了验证,表明该方法的可行性和正确性。     

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.     

NPC三电平静止无功发生器SVPWM简化与改进

分析了应用较多的二极管箝位型三电平静止无功发生器主电路原理,着重探讨了三电平SVPWM技术的简化与改进。提出将不同扇区中的三电平参考空间矢量经过旋转、加减运算、再旋转的方法,最终都转化为同一个固定扇区内的两电平参考矢量来进行合成运算,从而实现了三电平SVPWM算法的简化,减轻了主控制器的运算负担。提出了以SVG交流侧瞬时电流为根据修正SVPWM脉冲序列中正、负小矢量作用时间,在控制直流中点电压平衡的同时避免了增加系统的硬件电路,实现了三电平SVPWM算法的改进和优化。仿真和实验结果证实了该SVPWM简化、改进方法的正确性和有效性。     

一种多电平逆变器简化SVPWM算法

为解决传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法应用于多电平逆变器时,参考电压矢量定位计算复杂、繁琐的问题,以中点钳位H桥5电平逆变器为例,介绍其拓扑结构及工作原理并提出一种基于αβ坐标系的简化SVPwM算法.该算法利用旋转归一化将其他5个扇区转化到第Ⅰ扇区,使计算量减少了5/6,通过使用一组公式可以快速判断参考电压矢量的准确位置,克服了传统SVPWM算法计算复杂的缺点.同时,该算法可以适用于更高电平.实验结果验证了所提算法的正确性与可行性.     

基于g-h坐标系SVPWM算法三电平PWM整流器的研究

介绍了三相三电平二极管中点钳位型PWM整流器电路拓扑.详细分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,针对传统的复杂SVPWM算法,分析了一种基于g-h坐标系的简化SVPWM算法.这种方法在矢量选取和作用时间计算方面进行了简化,避免了大量三角函数的运算,可以应用到三电平及多电平SVPWM算法中.最后在Matlab仿真环境中建立了三相三电平PWM整流器的电压定向控制系统(VOC)的仿真模型,对三电平g-h坐标系SVPWM算法进行了仿真研究,仿真结果验证了该算法的有效性.     

60°坐标系下三电平逆变器SVPWM控制策略研究

为解决二极管箝位型三电平逆变器直角坐标系下SVPWM算法复杂、计算量大的问题,本文采用60°坐标系对控制算法进行了改进。建立g-h坐标系,分析了参考矢量与空间坐标的关系,提出了参考电压矢量标幺变换的算法,简化了判断扇区方法,计算第Ⅰ扇区电压矢量的作用时间;建立了系统旋转模型,将其他扇区电压矢量对应到第Ⅰ扇区,直接读取矢量作用时间,简化了运算流程,避免了进行大量的三角函数运算。Matlab仿真和实验结果验证了本方法的可行性。     

三电平异步电机的无速度传感器矢量控制系统研究

为解决在中高压领域无速度传感器矢量控制速度辨识差的缺点,基于三电平电压源型逆变器,提出了一种异步电机无速度传感器矢量控制方案.该方案采用间接矢量控制(IFOC)策略,以模型参考自适应(MRAS)方法构造速度辨识系统,并在新型三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)简化算法基础上,运用MATLAB/Simulink实现对三电平异步电机无速度传感器矢量控制系统的仿真研究.仿真结果表明,所述控制方法正确有效,该系统具有较好的稳态特性和动态响应能力.     

基于优化SVPWM三相VSR的仿真与研究

介绍了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构和电压定向控制(VOC)的基本原理。针对三相VSR传统中电压空间矢量(SVPWM)算法的缺陷性,提出了一种优化SVPWM调制方法。该方法利用电压空间矢量旋转的幅角来判断扇区,并由相电压的电压差值计算基本电压矢量的作用时间,完全省略了坐标变换和三角函数计算,化简了SVPWM算法步骤。经过MATLAB/SIMULINK建立电压定向控制(VOC)仿真模型,可以证明该优化SVPWM算法的正确性,为改进三相VSR的硬件设计提供了依据。     

三电平APF简化空间矢量调制算法研究

针对有源电力滤波器的PWM调制方法,采用了基于两电平的简化三电平空间电压矢量调制算法,分别对常规三电平空间电压矢量调制方法与简化调制方法进行了分析,通过对比,两个调制算法求得的作用时间和基本作用矢量完全相同,表明简化算法不仅可使计算简化,而且能达到和常规方法完全相同的输出特性,仿真分析结果也进一步表明了简化方法的有效性。     

基于空间矢量的三电平间接矩阵变换器简化策略研究

针对传统三电平空间矢量脉宽调制的开关矢量作用次序的选取较为复杂、算法的运算量较大等缺点,提出一种运用到三电平间接矩阵变换器上的简化空间矢量调制策略。该方法在整流级采用无零矢量的调制策略,保证输入电压功率因数达到最大。逆变级采用简化扇区的空间矢量调制,使参考电压旋转归一到第一扇区,然后进行参考电压修正和降电平处理。该调制策略与传统调制策略相比,不仅使算法运算量比原来减少,无需预先存储大量数据,还使谐波畸变率比原来降低。通过仿真对简化的空间矢量调制策略进行验证,并且搭建样机平台,用实验的方法对该策略的可行性和正确性进行验证。     

一种新的三电平NPC变换器中点电位平衡控制策略

三电平NPC变换器相较传统两电平变换器来说具有较多优点,但其特殊的拓扑结构也带来了中点电位不平衡问题。在简化三电平SVPWM算法和虚拟空间矢量的基础上,提出一种将两者混合的中点电位控制方式。即在低调制度环境下,调用简化三电平空间矢量算法,并参照中点电位与中点电流的实际情况,确定怎样选择重叠扇区的归属或改变七段式开关矢量序列;在高调制度时则可利用虚拟空间矢量能够控制中矢量的优势来抑制中点偏移。最后在Matlab中建模并进行仿真,结果证明了这种控制方式能够在高低调制度区域明显抑制中点电位波动与偏移。     

中点电位平衡的三电平逆变器SVPWM简化算法及其实现

对中点钳位式三电平逆变器空间矢量调制算法和中点电位平衡控制方法进行研究,所介绍的三电平参考电压分解的空间矢量调制简化算法可避免传统开关时间的繁琐计算。中点电位的不平衡是中点钳位式三电平逆变器的一个固有问题,从矢量调制的角度分析了中点电位波动的本质和规律,并提出了一种基于简化调制算法的中点电位平衡控制方法,该方法通过调整平衡控制因子可较精确地控制中点电位的平衡。仿真分析和实验结果验证了简化算法的可行性和平衡控制的有效性。     

基于载波调制的三电平整流器控制

在研究多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的基础上提出了一种与SVPWM算法等效的三电平载波调制(TCPWM)算法,并给出了统一的零序分量表达式。与SVPWM相比,该算法不仅在输出畸变率、直流电压利用率等指标上与SVPWM算法完全相同,且具有运算时间短、算法简单、易于实现等特点。最后将TCPWM算法运用在三电平整流器中,实验结果验证了TCPWM算法的可行性。     

VIENNA整流器的指令电压辅助区间判断SVPWM控制

针对三相三开关三电平整流器(VIENNA整流器)的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制问题,提出了一种指令电压辅助区间判断的SVPWM控制方法。依据VIENNA整流器的拓扑结构和数学模型,研究了传统SVPWM控制方法的实现流程。分析了单位功率因数工况下的交流侧相量关系,给出了电流矢量和电压矢量的固定关系。通过对电压空间矢量平面进行扇区划分,给出了指令电压辅助区间判断SVPWM控制方法的实现流程。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。该方法不需要进行电流区间判断,简化了控制算法实现过程,并且该方法提高了电压空间矢量平面扇区的划分数量,提高了电流控制分辨率。该方法可广泛应用于开关电源的输入整流模块中。