用特征网络优化多电平逆变器开关频率的方法

将常规的空间矢量坐标旋转45°,在新坐标平面中研究多电平逆变器的空间矢量调制技术,分析了基本矢量跟踪参考矢量的特征网络、特征四边形的基本切换.基于特征四边形的封闭性和特征四边形之间的切换关系,选择遍历特征网络各个扇区每个顶点的基本切换,实现多电平逆变器开关的空间矢量调制,得到最少的开关切换次数.以2级5电平逆变器为研究对象,根据参考电压的变化,将特征网络分成2种类型,对开关切换次数进行了估算.结果表明,开关切换次数的估算值与仿真结果非常接近,仅为同相层叠正弦调制算法开关切换次数的38%,仿真输出电压波形能很好地逼近参考电压.     

有源电力滤波器双滞环电流控制新方法

为了提高电压空间矢量双滞环电流控制方法在有源电力滤波器的谐波电流跟踪性能,提出了一种新颖的4段滞环比较器.直接在复平面上实施控制,4段滞环比较器输入误差电流矢量,输出4种状态值,可以确定误差电流矢量的空间分布,而将参考电压与电流之间的微分关系经离散化计算后得到参考电压矢量所在区域.根据两个4段滞环比较器的输出状态值与参考电压矢量的空间分布选择最佳的输出开关矢量,使补偿电流误差控制在滞环宽度以内.采用Matlab/Simulink仿真软件分别对负载不变和突变的情况仿真.结果表明:控制方法提高了直流电压利用率,系统动态响应快,电源电流总谐波畸变率由21.65％降至3.11％,稳态时的每相每周期开关次数由普通滞环方法的342次降到本方法的230次.     

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.     

基于新开关矢量图的三电平NPC逆变器矢量控制方法研究

文章在介绍中点箝位(Neutral Point Clamped,简称NPC)三电平逆变器空间矢量PWM原理的基础上,提出一种新开关矢量图的三电平NPC逆变器矢量控制方法,该方法仅需进行简单的计算就可得出电压参考矢量所处的作用区间以及输出电压空间矢量所对应的开关器件作用时间,解决了传统空间矢量调制方法需要大量三角运算以及扇区判断的缺点.并且运用MATLAB和DSP-TMS320F28335对所提出的算法进行仿真和实验,结果验证了该方法的正确性和有效性.     

基于矢量细分和占空比的模糊直接转矩控制

传统的直接转矩控制方法,存在转矩脉动大和逆变器开关频率不固定的问题.因此,提出了一种采用矢量细分和占空比控制技术相结合的直接转矩控制方法.空间矢量脉冲调制(svpwm)实现矢量细分,模糊控制器确定有效矢量的占空比.仿真实验表明,该控制方法的输出转矩脉动小,开关频率固定.     

改进型三电平空间矢量调制方法

为了解决常规三电平空间矢量调制(Space Vector Modulation,SVM)方法中存在的额外开关损耗和窄脉冲问题,提出了一种改进型三电平空间矢量调制方法.该方法重新对矢量空间进行了划分,分为6大区域36小区域,并通过对合成矢量的开关序列的优化,实现了参考矢量从一个区域运动另外一个区域的平滑过渡,最大程度减小了额外开关损耗,避免了窄脉冲的产生.文中通过仿真及实验对所述方法的有效性进行了验证.     

基于SVPWM的感应电机直接转矩控制方法的研究

针对传统直接转矩控制开关频率不恒定及低速时的转矩脉动大的缺点,采用了基于SVPWM的直接转矩控制方法.根据转矩和定子磁链的误差确定应该施加的参考电压矢量,然后利用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法合成该矢量.仿真和实验结果表明,基于SVPWM的直接转矩控制(SVPWM-DTC)能够有效减小转矩脉动,改善磁链和电流波形.     

一种改进的异步电机模型预测直接转矩控制方法

提出一种改进的模型预测直接转矩控制方法,通过磁链和转矩方程设计出一种优化矢量选择器,能够根据转矩和定子磁链的给定值得到给定的电压矢量.该方法只需对给定电压矢量所在扇区的3个电压矢量进行价值函数评估,使得在线优化计算量得到有效降低.针对由控制延时导致的定子电流在参考值附近振荡并增加电流纹波和转矩脉动,采用延时补偿提高了控制系统的性能.通过在模型预测直接转矩控制的价值函数中加入开关切换次数约束,能够在兼顾转矩和磁链偏差的同时进一步降低逆变器开关频率.最后,通过仿真和实验验证了所提出方法的有效性和可行性.     

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.     

双三相永磁同步电机改进型模型预测电流控制

针对双三相永磁同步电机模型预测共模电压抑制方法存在寻优计算量大、开关频率较高、稳态性能不佳的问题,提出一种改进型模型预测电流控制.首先,改进六相两电平逆变器,降低零矢量共模电压幅值;其次,选择小共模电压矢量构造虚拟电压矢量,简化价值函数的同时减小共模电压和电流谐波含量;再次,通过计算参考电压矢量直接选择最优电压矢量以减少寻优次数,并引入占空比控制提升电机控制精度,改善电机稳态性能.最后,仿真对比传统模型预测电流控制、RCMV（Reduced Common Mode Voltage）-1、RCMV-2和所提控制方法.结果表明,所提控制方法在减小共模电压的同时,降低了转矩脉动和谐波电流,且较RCMV-2方法开关频率明显降低;此外,寻优代码执行时间相较于RCMV-1和RCMV-2分别降低了约91%和65%,减小了计算量.     

一种新型级联多电平逆变器SVPWM控制

H桥级联多电平逆变器调速系统中,由于电压矢量数目过多而带来参考矢量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,提出了一种新型的电压空间矢量控制算法。基于这种算法能够很容易确定参考电压矢量的位置和各矢量的作用时间,并且计算的复杂度不受逆变器电平数的影响,可以用在任何高电平级联型H桥逆变器中。通过五级H桥级联型逆变器驱动系统的仿真及实验验证了这种方法的有效性。     

基于规则采样的空间电压矢量PWM随机控制

提出一种基于规则采样的空间电压矢量PWM随机控制方法 ,可运用于三相电压型逆变器的控制 .介绍了在低开关损耗模式下的一种快速SVPWM算法 ,通过DSP数字信号处理器随机改变每个开关周期中零电压矢量的位置 ,实现 2种低开关损耗模式之间的随机转换 ,使逆变器输出谐波均匀分布 .     

三电平逆变器系统仿真

针对三电平逆变器控制策略复杂以及存在中点电位不平衡的问题,对其电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理进行了研究。采用了一种新的方法———首发矢量为正小矢量的SVPWM算法,将所有扇区都变换到第一扇区,简化了控制算法,给出了第一扇区各个小区间的判断规则,推导了合成参考电压矢量的各个基本电压矢量的作用时间,并介绍了SVPWM信号的产生方法。采取了一种新的控制策略———改变小矢量作用时间的方法解决了中点电位不平衡问题。此外,对系统进行了MATLAB仿真,证实了采取SVPWM算法的有效性和控制策略的优越性。     

基于数据包络分析的电压矢量控制方法

为了解决常用电压矢量控制方法需进行大量函数运算,在实际应用中较难实现,并且在实际应用中需分析电压矢量变化对电流控制的影响,需降低计算量,因此通过数据包络分析研究电压矢量控制问题。依据电压矢量控制电路图分析了电压矢量控制过程,获取电压矢量控制的过程中需遵循的三个规则。通过最近三矢量法对参考矢量进行合成,获取不同区域中各电压矢量的作用时间,采用数据包络分析法对电压矢量进行控制时,需满足电压矢量作用时间约束。数据包络分析在各采样周期内,依据电压矢量控制规则与作用时间,将不同决策单元的输入权重与输出权重当成变量,从最有利于决策单元的角度对不同决策单元的有效性进行评估,获取电压矢量评估结果,选择最优电压矢量当成下一个周期的施加矢量,实现电压矢量控制。结果表明:所提方法在波形抖动方面的控制明显更稳定;在发生突变的情况下,所提方法可快速响应;电流畸变率一直处于最低水平。可见所提方法电压矢量控制优势显著,性能强。     

功率前馈电压型PWM整流器直接功率解耦控制

针对有功功率和无功功率互为耦合问题,根据整流器在同步旋转dq坐标系中的数学模型推出功率控制数学模型,提出了电压型PWM整流器直接功率前馈解耦控制新策略,获得有功功率和无功功率独立控制效果。依据新的输入电压空间划分及合成空间矢量,确定了新的功率控制开关表。根据电源电压空间矢量位置和功率控制所需整流器输入电压空间矢量位置,在新的功率控制开关表选择开关函数,给出了系统的功率控制器和电压控制器的设计方法。计算机仿真结果表明,该策略具有可行性。     

基于新型前馈补偿的电压源型逆变器研究

研究了三相电压源型逆变器输出电压控制,分析了逆变器的非线性扰动和等效滞环继电器模型,提出了补偿量在线可调的前馈补偿控制系统模型.利用搜索控制器(SC),在给定电压不变条件下,通过消除不同开关频率定子电流基波幅值的差,在线确定由死区、电力半导体器件导通关断时间产生的脉宽误差.将功率开关和续流二极管通态电阻视为负载阻抗的一部分,将导通阀值产生的逆变器输出电压误差折算为等效的脉宽误差,并进行了补偿.最后利用合众达DSP F28335模拟器进行了实验,比较了脉宽误差补偿前后得到的定子电流波形,结果表明,该方法有效地消除了脉宽误差,抑制了死区效应.     

一种新的三相PWM整流器换流分析方法

在三相PWM整流器系统分析和同步旋转变换控制方法的基础上,根据网侧输入电压空间矢量所在的扇区以及三相输入电流方向提出了一种新的换流分析方法.系统稳态运行的一个电网周期被分为12种工作状态,每一种工作状态对应4种开关矢量,每一种开关矢量对应一种电流模式.通过仿真平台进行了大量的仿真实验,得到了每一种电流模式中三相输入电流、6个桥臂电流、直流电容电流以及直流母线电流流向图和数据.实验结果表明这种换流分析方法可以非常简单、清楚地分析三相PWM整流器运行的各种工作过程.     

改善直接转矩控制性能的SVPWM方法

针对异步电动机直接转矩控制系统存在转矩和磁链脉动、器件开关频率不定等缺点,提出一种直接转矩空间矢量脉宽调制(SVPWM)预测控制方法。根据转矩和定子磁链的误差,通过驱使误差为零的原则确定参考电压矢量,然后利用SVPWM合成该矢量。由于采样时刻的电压和磁链误差,可在下一个控制周期内得到补偿,因此转矩和磁链的误差始终很小,二者的脉动很小。SVPWM算法保证了逆变器的开关频率恒定。仿真和实验的结果表明,利用这种方法在低于3kHz的恒定开关频率下,可以实现定子磁链近似为圆、异步电机电磁转矩脉动不明显的性能。     

基于四开关Buck-Boost的三模式平滑切换控制策略的

四开关Buck-Boost电路因其独特的优势适合应用在宽电压输入的场合。本文在传统的三模式切换控制策略中加以改进,提出一种带输入电压前馈的改进三模式切换控制策略,并推导了在各个模式下的前馈函数,使其可以在输入电压变化时能很好的稳定输出。通过检测输入电压自动判断使用不同的前馈回路。传统控制方法在Buck模式和Boost模式切换至Buck-Boost模式时,输出电压在切换点处会跳变,通过合理设置Buck模式和Boost模式的参考电压,使系统在模式切换时消除切换点处的电压跳变。在Matlab/Simlink中搭建仿真模型,验证改进型三模式平滑切换控制策略的可行性。