逆变器驱动电机的共模电压和轴电压的抑制

为了抑制逆变器驱动电机的共模电压和轴电压,改进了特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方式。利用共模谐波性能因子,求出SHEPWM的开关角度。在40～45Hz采用消除三次谐波的改进SHEPWM方式,消除低次谐波分量;在45～50Hz采用不消除三次谐波的常规SHEPWM方式。这两种方式在45Hz处实现了平滑切换。该SHEPWM方法结合无源共模滤波器方案,在一个三电平中点箝位式逆变器上得到实现,在电机端获得较低的共模电压和轴电压。     

三电平脉宽调制逆变器共模电压的抑制策略

针对三电平脉宽调制(PWM)逆变器运行过程中会产生大量共模电压、高频dv/dt等谐波的问题，采用一种分区域PWM调制策略(Ma-PWM)来抑制PWM变换器的共模电压。通过调制指数将三电平空间矢量重新划分为多个不同的调制区域，在不同的调制区域内采用4种基本矢量类型中的大矢量、中矢量以及小矢量来实现三电平PWM调制算法。分区域PWM调制策略将扇区内部的小区域划分为高、低两个调制区域，并合理选择最邻近的基本电压矢量来合成参考矢量。仿真结果表明：Ma-PWM调制策略在不同负载类型下的共模电压幅值为直流母线电压的1/6;此外，在可变速负载下，PWM逆变器的共模电压幅值不仅能够减小到原来的1/2,而且PWM逆变器输出电流波形的总谐波失真小于5%。该方法不仅能够抑制共模电压，还能够减小PWM逆变器输出电流的总谐波失真。     

抑制共模电压的不对称NZPWM技术

为了抑制共模电压,消除死区效应导致的共模电压尖峰,提出了一种可通过软件实现的不对称无零矢量脉宽调制技术。在对已有技术进行分析的基础上,调整了开关次序,并对有效矢量的作用时间作了限制。利用不对称的矢量合成算法,弥补最小作用时间限制导致的电压畸变。实验结果表明:该算法可以完全消除死区效应导致的异常脉冲尖峰,从而将共模电压幅值抑制到普通算法的三分之一。因此,该方法具有较好的有效性和实用性。     

抑制共模电压的不对称NZPWM技术

为了抑制共模电压,消除死区效应导致的共模电压尖峰,提出一种可通过软件实现的不对称无零矢量脉宽调制技术。在对已有技术进行分析的基础上,调整了开关次序,并对有效矢量的作用时间作了限制。利用不对称的矢量合成算法,弥补最小作用时间限制导致的电压畸变。实验结果表明:该算法可以完全消除死区效应导致的异常脉冲尖峰,从而将共模电压幅值抑制到普通算法的1/3。因此,该方法具有较好的有效性和实用性。     

五电平电压型逆变器的变频SHE-PWM控制策略

采用两重H桥串联电压型逆变器输出五电平相电压,使用IGCT器件时可输出6kV线电压,适用于6kV电机变频调速装置。为改善逆变器输出电压的谐波特性,解决串桥之间功率的均分问题,提出了两种五电平SHE-PWM控制策略,给出了其实现原理,计算了3～50Hz内的变频变调制比的SHE-PWM开关角度,并在此基础上用数字仿真计算了各频率段下输出电压谐波含量。结果表明在不增加开关频率的前提下,比三电平逆变器消除的输出电压谐波次数更多,使逆变器输出LC滤波器的设计更加容易,同时可有效地均分两重串桥的有功功率输出。     

PWM逆变器特定谐波抑制技术

建立电压型PWM逆变器输出电压的数学模型,分析其谐波分布规律,以改善PWM逆变器输出波形质量,抑制谐波污染.针对电压型PWM逆变器建立了基于SHEPWM的数学模型,根据特定消谐技术求解非线性方程组,采用同伦算法获得开关角数据,以保证特定消谐方程组的解在大范围内快速收敛.仿真结果证明了该方案的可行性.     

大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计

针对大容量变频调速装置中LC滤波器设计困难的问题,提出了特定消谐脉冲宽度调制(SHE-PWM)的逆变器优化控制方案。以三电平中点箝位(NPC)逆变器为研究对象,采用分段同步SHE-PWM保证整个调速范围内LC滤波器的谐振抑制问题,并给出了LC谐振频率的设计方法。采用此方法可以使大容量开关器件工作在较低的开关频率下。分析了LC滤波器对逆变器输出电流和机端电压的影响及滤波电容与电机之间的自激等问题,并据此提出了电抗参数和电容参数的具体设计原则和方法。在一台基于三电平NPC逆变器的6kV变频调速装置上的试验结果验证了所提方法的有效性。     

各种PWM控制方式下的电机共模电压比较研究

研究了不同PWM控制方式下电机共模电压、轴电压和轴承电流的产生机理,建立了脉宽调制逆变器驱动系统共模回路的等效电路,并由此得到轴电压的计算公式.为研究不同PWM控制方式对电机共模电压的影响,建立了电机共模电压仿真模型,比较了在三种PWM控制方式下电机共模电压的仿真波形,通过对仿真结果的对比分析得到了在SPWM控制方式下电机共模电压最小的结论,为逆变器采用哪种控制方式会有最小的轴电压和轴承电流提供了一定依据.     

降低共模电压的三电平变流器SVPWM策略

文章简要回顾了中点箝位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器(three-level inverter,TLI)(NPC TLI)的共模电压(common mode voltage,CMV)和中点电压(neutral point voltage,NPV)的相关问题,针对上述2个问题讨论了空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)和传统虚拟SVPWM(VSVPWM),揭示了它们在减小共模电压和消除中点电压振荡方面的不足。为了同时实现降低NPC TLI的共模电压和消除其中点电压振荡,提出了一种新的虚拟空间矢量调制方法,即RCMV_-VSVPWM。通过选取低共模电压的矢量,得到了一组新的虚拟电压矢量。该方法具有一个控制周期内平均中点电流为0、共模电压低的特点。文中进一步提出了一种适用于RCMV_-VSVPWM的中点电压主动控制方法。相应实验结果与理论分析吻合。     

一种新的多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法

基于多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方法的波形对称方案,提出了一种新的多电平逆变器半周期对称波形SHEPWM方法,可以求取许多现有方法不能求得的数值解,具有通用性强、形式简单、波形灵活、易于编程、解的空间大等优点.以五电平逆变器为例,取半个周期内20个开关切换点,对调制比为0.8时的非线性方程组进行求解,求取了12组数值解,抽取其中2组进行仿真和实验研究,证明了所提SHEPWM方法的有效性和实用性.     

PWM变频器电流波形失真的分析及补偿

以KVFS系列变频器为例,在概述该变频器主要控制电路的基础上,分析了该变频器电注解波形严重失真的原因.指出了PWM模式与电流波形间的关系.针对目前采用的PWM控制方法所存在的缺陷.提出相应的补偿方法.     

高性能三电平异步电动机调速控制系统的研究和实现

为了研究三电平变流器在大功率调速系统中的性能 ,详细论述了一个基于三电平 PWM(脉宽调制 )逆变器的异步电机调速装置。在介绍三电平变流器的拓扑结构和工作原理的基础上 ,提出一种新的空间矢量 PWM实现方法完成逆变桥控制 ,实现了一种基于转子磁场定向的三电平电机调速矢量控制系统。实验结果表明 :该装置可以有效地实现三电平空间矢量控制 ,较好地保持直流电压的平衡 ;同时 ,采用转子磁场定向控制方法 ,实现了异步电机磁通和转矩分量的良好解耦 ,并有较好的动态响应性能     

串联H桥多电平变频器电压空间矢量控制算法

为解决串联H桥多电平变频器调速系统中,由于电压矢量数目过多而带来的计算困难及电压矢量优化选择问题,在对多电平系统电压矢量的特点和规律进行深入分析的基础上,提出了一种简单、通用的电压空间矢量控制算法。该算法采用以线电压作为中间值的方法对输出电压矢量及其作用时间进行计算,采用大小开关状态相结合的方法对脉冲宽度调制(PWM)脉冲进行输出。该方法同时具有需要定时器数目少,占用内存少和实现简单的特点。实验结果表明该控制算法是正确和有效的。     

空间电压矢量PWM的过调制策略

研究最小相角误差和最小幅值误差两种空间电压矢量PWM过调制策略的原理、算法及其对应的逆变器输出电压波形和最大调制系数,并应用于交流异步电动机矢量控制系统.实验结果表明,这两种过调制策略能提高输出电压的基波幅值.根据实验相电流波形,分析了因过调制引起的电流畸变.     

单相电压型PWM整流器交流侧电感的设计

文章在分析稳态条件下单相电压型PWM整流器(VSR)交流侧矢量关系的基础上,提出了一种基于矢量关系的单相VSR4象限运行时的交流侧电感参数的设计方案,给出了忽略交流侧电阻且只考虑基波分量时交流侧电感的计算公式,并论证了交流侧电阻对电感参数取值的影响可以忽略。仿真结果验证了设计方案的正确性。     

一种高速高精度PWM开关电源控制新技术

把误差放大、限流比较和锯齿波补偿这 3个环节归结为一个控制环节 ,提出了一个结构简单的 CMOS求和比较器来实现电流模式的脉冲宽度调制 (PWM)型 DC/ DC开关电源的自适应控制 ,使原来无法实现自适应控制的、复杂的控制结构得以简化。并把该求和比较器结构用于一个具体的输出电压为 3.3V的降压型开关电源系统中 ,经 HSPICE模拟证明 ,当负载电流在 0 .0 7～ 8.0 0 A的大范围变化时 ,输出纹波电压只有± 10 m V,精度达到 1%以上。提出的控制思想和结构 ,可以应用于各种高精度的 DC/ DC开关电源PWM控制模块的设计中