四种坐标系下的多电平SVPWM快速性对比分析

如何在电平数目较多的多电平电路中快速地实现空间矢量调制(SVPWM:Space Vector PWM)算法是多电平技术所必须解决的一个关键问题.为解决这一问题,国内外学者提出了多种在不同坐标系下实现多电平SVPWM的算法,但目前尚未有对这些多电平SVPWM算法快速性的对比分析.为此,本文从一个采样周期内完成在实际中得到广泛应用的4种多电平SVPWM算法所需的各类运算的运行次数出发,对这4种坐标系下的多电平SVPWM算法实现的快速性进行了对比分析.理论分析和实验结果表明,在45°坐标系下实现多电平SVPWM算法不仅具有运行量少的优点而且具备对电路进行优化控制便利的特性,是一种可优先使用的坐标系.     

四种坐标系下的多电平SVPWM快〖WT〗速性对比分析

如何在电平数目较多的多电平电路中快速地实现空间矢量调制（SVPWM：Space Vector PWM）算法是多电平技术所必须解决的一个关键问题.为解决这一问题,国内外学者提出了多种在不同坐标系下实现多电平SVPWM的算法,但目前尚未有对这些多电平SVPWM算法快速性的对比分析.为此,本文从一个采样周期内完成在实际中得到广泛应用的4种多电平SVPWM算法所需的各类运算的运行次数出发,对这4种坐标系下的多电平SVPWM算法实现的快速性进行了对比分析.理论分析和实验结果表明,在45°坐标系下实现多电平SVPWM算法不仅具有运行量少的优点而且具备对电路进行优化控制便利的特性,是一种可优先使用的坐标系.     

基于改进SVPWM的多电平风电并网逆变器的研究

针对风电系统中中点箝位式多电平并网逆变器存在的传统空间矢量调制方法(SVPWM)计算繁琐和中点电压不稳定的问题,在120°坐标系下,将传统SVPWM中大量的三角函数和求根运算用线性运算代替,通过简化SVPWM算法,减小运算量、提高运行效率;通过直流侧中点电压偏差调节矢量运行时间,实现直流侧中点电压平衡控制,减小谐波含量;并对风电系统的逆变并网部分进行了仿真,结果验证了该SVPWM调制方法的可行性和有效性,为实际中实现具有较高电能质量的风电并网提供了研究基础.     

基于60°坐标系的SVPWM过调制算法

传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM)在正交坐标系中实现时,涉及的计算量较大,相应的过调制算法更为复杂.为了更利于实时操作,文中分析了60°坐标系下SVPWM算法的特点,提出了一种计算量小,易于实现的过调制算法.该算法能统一处理参考电压矢量整个调制区域,不需要计算保持角.在六阶梯波模式中,该算法不需要计算参考电压实际角度来选取基本电压矢量,仅需要根据原来没有过调制处理时计算得到的基本电压矢量作用时间做出选择.理论分析和实验结果证明该算法能节省大量计算时间.     

60°坐标系下三电平逆变器SVPWM控制方法研究

对于二极管箝位型三电平逆变器拓扑结构的分析,针对在传统的直角坐标系下SVPWM算法存在要进行大量的三角函数运算和扇区判断,计算量大,以及中点电位不平衡等问题。本文阐述一种在60°坐标系下三电平逆变器SVPWM实现方法,具体通过坐标变换,坐标旋转,简化扇区判断,在中点电位平衡中采用滞环控制和准确控制相复合的控制策略,解决单独控制的不足。通过MATLAB仿真结果表明,该方法可以完成三电平逆变,维持中点电位平衡,验证了方法的可行性。     

五电平逆变器直接转矩控制算法改进

针对磁链和转矩双闭环控制的直接转矩控制系统在获得所需电压空间矢量时需要复杂的坐标变换,本文构建了级联型五电平逆变器异步电机直接转矩系统,提出了一种改进的获取电压空间矢量的方法,直接在αβ坐标系下对磁链和转矩进行调节,该方法能够有效减小磁链和转矩脉动,并且能够减小计算机实时的计算量。在Matlab/Simulink软件平台上搭建了级联型五电平逆变器异步电机直接转矩控制系统模型,采用60°坐标系下的SVPWM调制算法,对改进的快速获取电压矢量的方法进行验证,仿真表明,该算法在减少计算机工作量的同时,获得了较好的磁链轨迹和转矩响应曲线。     

三相四开关并联型有源电力滤波器控制策略研究

提出将改进的七段式SVPWM算法运用于三相四开关并联型有源电力滤波器(TFSSAPF),并设计比例积分和快速重复控制并联的指令电流控制系统.文中SVPWM算法在传统clark变换基础上,基本电压空间矢量通过坐标旋转方法使之与两相静止坐标系的坐标轴相重合,简化了参考电压矢量扇区判断和合成参考矢量的相邻矢量作用时间的计算量.仿真结果证明该SVPWM算法的有效性和正确性,所设计的指令电流控制系统能优化APF补偿效果.     

谐波注入式多相SVPWM及其矢量意义

从载波角度对多相空间矢量脉宽调制(SVPWM)进行了研究,提出了谐波注入式多相SVPWM算法.建立了零序空间矢量基本函数的一般形式,确定了载波调制中对应于多相SVPWM的零序谐波注入量,通过载波调制的形式等效实现了多相SVPWM.以五相两电平逆变器结构为例,提出了SVPWM中矢量有效的充要条件.论述了多相SVPWM中有效矢量的构成、作用顺序和作用时间的一般性规律.在矢量空间中设定了调制比,得出了相数与线性调制范围的关系.通过实验证明了算法的正确性和有效性.     

基于FPGA的变频控制系统的实现

针对采用DSP实现空间矢量脉宽调制算法存在的时序错乱、相位抖动的问题,提出了一种基于FPGA实现变频控制的新思路.结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,采用DDS算法代替传统的DSP,产生SVPWM的正弦电压调制信号,并对传统的SVPWM算法进行了优化设计.在利用五段式原理进行空间电压矢量合成时,对开关矢量时间进行分配与重构,减少了FP-GA逻辑单元的占用率.最终利用QuartusⅡ进行软件仿真分析,并在实际硬件电路中进行了实验验证.实验结果表明,提出的SVPWM信号发生算法实时性好、可靠性高,可实现精确的变频调速,满足一般变频控制系统的要求.     

三相Vienna整流器单闭环及中点电位平衡控制策略

为降低Vienna整流器的生产成本,提高控制算法的工作效率,设计了基于无电流传感器的单闭环控制策略.针对Vienna整流器的中点电位波动和传统三电平空间矢量调制(SVPWM)计算繁琐的问题,引入一种基于载波调制的简化等效SVPWM技术,主要是通过在零序分量中加入平衡因子来控制中点电位平衡.单闭环控制算法和等效SVPWM相结合大大简化了控制系统的设计过程,提高了整个控制系统的工作效率.最后通过实验验证了该控制算法的正确性和高效性.     

中点钳位H桥五电平逆变器空间 矢量脉宽调制方法研究

介绍了二极管中点钳位(NPC)H桥五电平逆变器的拓扑结构及其工作原理,提出了一种新的适用于五电平逆变器的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法.该算法利用12条规则来判断参考电压所在位置,为避免逆变器在扇区切换中输出矢量突变,采用了使两相邻小三角形区域输出矢量变化方向相反的方法.结果表明,本文提出的SVPWM算法是正确且有效的,与传统的SPWM方法相比,逆变器输出线电压的谐波含量明显减少,其基波电压的幅值也得到了明显的提高.     

基于载波实现的多电平SVPWM调制策略

为了降低多电平电压空间矢量调制(SVPWM)在实际应用中的复杂性,改善多电平变换系统的实时性.通过结合载波移相和载波层叠两种调制策略的优点,提出一种基于载波实现多电平SVPWM调制策略,不仅能够提高直流利用率,减小输出电压谐波成分,而且能大幅改善算法的计算复杂度,并且计算量不会随着电平数的增多而增加,因此可以方便扩展至任意电平.此外,新的调制策略可以保证单元箱之间的功率均衡,维持现有多电平结构中模块化的优点.最后,通过仿真和实验,验证了本文提出调制策略的有效性.     

基于极坐标系下二维直方图的图像分割算法

基于二维直方图的图像分割算法存在明显误分,且利用二维Renyi熵求解最佳阈值计算量过大.为解决这些问题,提出基于极坐标系下二维直方图的图像分割算法.首先,将图像各像素点表示在极坐标系中,根据各点的极角区分噪声点和非噪声点;然后对噪声点进行平滑处理,处理之后图像各像素点都集中在极坐标系中极角为45°的极径附近.由于滤噪后各像素点的极角差别很小,所以仅利用各点的极径信息即可进行分割阈值的选取,由此将二维问题转化为一维问题,以减少计算量.实验结果表明,该算法分割效果良好,尤其适用于受噪声污染较严重的图片,而且与传统二维算法及其改进算法相比,运行速度有很大提高.     

快速虚拟矢量调制的三电平直接转矩预测控制

提出了一种新颖的基于电压预测和快速虚拟矢量调制算法的二极管钳位式三电平逆变器供电的永磁同步电机直接转矩控制方案。系统基于广泛应用于中高压调速系统的二极管钳位式三电平逆变器,结合空间矢量调制思想,通过电压预测控制算法生成直接转矩控制所需的参考电压矢量,然后基于非正交60°坐标系,构建虚拟矢量合成参考电压矢量,采用平衡因子调整冗余小矢量的作用时间,对中点电压进行滞后补偿控制,基本电压矢量的选取和作用时间计算十分简单,实现了快速空间矢量调制。仿真结果验证了该控制方案的可行性,三电平逆变器输出电压幅值跳变和直流侧中点电位得到有效控制,并获得了良好的动态和稳态调速性能。     

多电平逆变器空间矢量控制算法的研究

针对60°坐标系空间矢量脉宽调制算法在求解合成矢量对应开关状态时存在较大计算量的问题,提出了一种优化算法,该算法按照开关频率优化原则设计参考电压在(0,π/3)范围内对应的开关状态,然后通过交替相序和取反的方法获取参考电压在整个电压周期内对应的开关状态.优化算法不仅提高了效率,而且还有利于增强输出波形的正弦对称性.利用Matlab搭建了五电平逆变器模型,对提出的简化算法进行仿真,仿真结果验证了算法的正确性和有效性.     

SVPWM算法控制三电平逆变器仿真

三电平逆变器是目前电力电子与电力传动学科研究的热点之一,但其控制算法也要比传统的两电平逆变器复杂得多,一般采用便于数字实现的空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法来控制.介绍了SVPWM算法控制三电平逆变器的实现方法和具体步骤,最后给出了用MATLAB/Simulink仿真的结果,表明了三电平逆变器的优点,同时对于深入理解算法原理和控制过程也具有一定的参考价值.     

级联多电平逆变系统的移相式SVPWM调制方法

SVPWM调制方法运用于级联型逆变系统时,由于电压矢量数目过多而导致电压矢量选择困难和复杂计算.为解决这个问题,从三电平逆变器的SVPWM调制入手,将SVPWM调制方法和移相技术结合起来分析,并采用数字信号处理器DSP和现场可编程逻辑器件FPGA,实现了对级联多电平逆变系统基于移相式SVPWM的矢量控制,仿真和实验验证都证明了该方法的正确性、可行性和易扩展性.     

基于SVPWM控制的三相三电平逆变器仿真研究

本文以二极管箝位型三电平逆变器为研究对象,分析了三电平逆变器主电路拓扑结构和工作原理,建立了单相三电平逆变器的控制模型,并在定义逆变器开关函数概念的基础上建立了三相三电平逆变器的数学模型。其次,详细分析了传统三电平SVPWM算法,并通过仿真,验证算法的可行性。     

四桥臂逆变器的快速三维SVPWM算法

提出了四桥臂电压型逆变器的一种新型三维空间电压矢量脉冲宽度调制(SVPWM)快速算法, 该算法仅利用三相参考电压和简单的运算即可直接判断出矢量所处的四面体并计算合成矢量的作用时间, 克服了常规算法中坐标变换导致的计算复杂、耗时长的缺点. 分析了所提三维SVPWM算法与逆变器时域控制方程解、四桥臂正弦脉冲宽度调制、四桥臂二维SVPWM三种调制方法间的关系, 指出这四种方法具有统一的矢量作用时间模型. 文中还分析了采用三维SVPWM时逆变器的电压利用率,给出了基于所提算法和其它3种调制方法的四桥臂逆变器仿真结果.该结果显示了算法的正确性和有效性, 证明了几种调制方法是完全等效的.     

基于三电平NPC技术的SVG控制方法及其系统实现

针对煤矿井下非线性负荷产生的无功以及电压波动等电能质量问题,搭建了矿用防爆型1 140 V、400 k Var三电平NPC技术的静止无功发生器(SVG),并提出适用于系统无功补偿控制的三电平空间电压矢量调制算法.基于两电平空间矢量调制原理,将三电平的参考电压矢量扇区判断和基本电压矢量作用时间简化到两电平范畴,从而推导出三电平SVG的SVPWM调制算法及中点电压平衡的控制策略.研制出基于DSP与FPGA结构的三电平SVG数字控制系统.在所搭建的系统上进行了模拟试验.试验结果表明:所研制的系统具有良好的容性和感性无功控制特性,动态响应5~10 ms,满足工业现场实际要求.