一种PWM整流器虚拟磁链矢量重构方法

电压型脉宽调制( pulse width modulation,PWM)整流器的虚拟磁链矢量可以由电网电压矢量进行积分得到,实际中常用一阶低通滤波器代替纯积分环节来消除直流偏置误差和抑制高频次谐波干扰,但一阶低通滤波器的引入也会带来电网电压幅值衰减和相移,从而导致虚拟磁链观测不准确. 为消除一阶低通滤波器对虚拟磁链观测的影响,本文提出一种基于矢量重构技术的观测方法,通过分析一阶低通滤波器的幅频特性和相频特性,分别对滤波后的电压矢量幅值和相位进行重构,可实现虚拟磁链幅值和相位的精确估算. 该方法应用于虚拟磁链定向的电压型脉宽调制整流器直接功率控制系统. 仿真和实验结果表明,与传统的一阶低通滤波器策略相比,该方法提高了虚拟磁链的估计精度,有效抑制了直流母线电压动态响应波动,更有利于滤除网侧电流谐波.     

一种高压脉冲电源设计

为研究高压脉冲脉宽及频率对介质阻挡放电效果的影响,文章设计了一款功率1kW、幅值5kV、脉宽1~20μs可调、频率15~25kHz范围可调的单向高压脉冲电源。与传统高压脉冲电源多采用工频升压加磁压缩开关或旋转火花隙获取高压脉冲能耗较大且不易控制不同,该电源主电路采用半桥式拓扑结构,以SG3525作为脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)主控芯片,利用LCC串并联谐振软开关技术,大大降低开关损耗并能有效降低高频脉冲变压器分布参数影响。测试结果表明,该脉冲高压电源满足介质阻挡放电实验要求。     

基于模糊DSVM控制策略的异步电机直接转矩控制

针对传统的异步电机直接转矩控制系统低速转矩脉动大、磁链轨迹内陷、电流畸变严重以及开关频率不固定等缺点,基于离散空间电压矢量调制(DSVM)技术和模糊控制技术提出一种改善异步电动机直接转矩控制系统低速运行性能的控制策略.将一个控制周期细分为m 个时间片,每个时间片输出1 个电压矢量,可以合成多个等效的空间电压矢量,供控制策略选择,优化了开关选择表.采用模糊控制器选择电压工作矢量,取代传统的滞环比较控制器.仿真结果表明,改进的DSVM 控制策略及模糊控制算法的应用,有效改善了直接转矩控制的低速运行性能.在开关频率恒定的前提下,低速时磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少,平均转矩脉动降低为3.1%.     

三电平逆变器电流谐波最小PWM方法

三电平逆变器在中高压大功率交流系统中的应用越来越广泛,但随着工作电压等级提高,开关损耗也随之增大.降低功率器件的开关频率可减少大容量逆变器的工作损耗,同时也会带来电流谐波畸变较大的问题,因此需要采用特殊的优化脉冲调制策略.研究了一种二极管箝位三电平逆变器(three-level neutral point clamped,3L-NPC)在低开关频率运行下的电流谐波最小脉宽调制(current harmonic minimum pulse width modulation,CHMPWM)分段同步调制方法.通过理论计算得到分段同步调制方案,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)和序列二次规划(series quadratic programming,SQP)算法求取开关角,最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性及CHMPWM性能的优越性.     

基于滑模控制的三相PWM整流器结构设计与性能仿真

针对三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器通常采用基于PI控制的双闭环控制系统性能比较差的问题,提出一种以滑模控制替代PI控制的新的双闭环控制方案。运用Matlab/Simpower工具完成了仿真模型的搭建,在此基础上进行了有针对性的对比仿真实验,结果表明三相PWM整流器的滑模控制系统具有更好的动态响应能力和抗干扰性。     

基于工控机的负压控制系统设计与实现

氧气监控器作为机载供氧系统的关键设备,其稳定性与可靠性非常重要,需要在其投入使用前进行严格的测试。目前氧气监控器的主要测试方法是手动测试,由于该方法存在着效率低、精度差等缺点,文章设计了一种能够为氧气监控器自动化测试提供模拟高空环境的负压控制系统,介绍了负压控制系统的结构,分析了以脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)技术控制高速开关阀的方式进行负压控制的原理。并以嵌入式工控机作为控制系统核心,设计了一种能够准确快速模拟负压环境的负压舱、高速开关阀驱动电路、电源电路等。实验结果表明,该负压控制系统具有精确、高效、可靠、自动化等特性,能满足氧气监控器的测试要求。     

基于模糊理论的主动配电网资源集群控制系统设计

现有系统进行主动配电网资源集群控制时,受脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)波频率的影响而无法进行有效调压,存在主动配电网响应偏差较大的问题,因此设计基于模糊理论的主动配电网资源集群控制系统.系统硬件配置包括集群管理模块、调压模块,集群管理模块由集群管理主站、集群管控装置、高级应用子系统以及数据采集与监视控制(su-pervisory control and data acquisition,SCADA)系统构成,调压模块由调压装置构成.在硬件设计的基础上,通过集群划分实现配电网分区、主导节点选择以及集群资源划分,并通过多目标优化方法对电网资源进行多目标优化,根据优化结果通过主动配电网资源集群控制策略实现主动配电网资源集群控制.实验结果证明,在输出功率为3 000～6000 W范围内,所设计系统的响应偏差较小,且运行效率较高,实现了性能提升.     

超低纹波PWM编码技术分析

传统PWM(pulse width modulation)技术的不足之处是会产生纹波脉冲,对其他电路产生干扰。这对很多精度要求比较高的应用场合是非常不利的。一种基于脉冲编码的数字PWM方案,可以大幅度降低输出纹波的强度,可表述为:将PWM脉冲序列均匀的分布到整个PWM周期之中,最理想的情况是达到单个脉冲的程度。理论上PWM输出纹波与PWM信号各次谐波幅值具有很强的正相关关系,其中基波与二次谐波的所产生的纹波最为显著。深入的分析表明,这种编码映射方法可以将这2项均降低到数字PWM信号最低极限数量级。初步实验表明,这种技术的效果非常显著。     

内埋式永磁同步电机宽调速范围运行控制策略

为了改善内埋式永磁同步电机驱动系统的性能、效率和可靠性,提出了一套适用于其在宽调速范围运行下的控制策略。该文研究的调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算。在低速域,采用单位电流最大转矩控制来降低电机定子电流幅值。而在高速域,利用过调制控制策略来增加脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变器的电压传输比和永磁同步电机的转矩输出能力,同时采用弱磁控制策略实现永磁同步电机驱动系统高速稳定运行。研究了在过调制下的相电流重构技术对永磁同步电机高速域运行性能的影响,并讨论了从低速域的单位电流最大转矩控制到高速域的弱磁控制之间的无缝切换问题。仿真和实验结果证明了上述组合控制策略的可行性与有效性,实现了内埋式永磁同步电机驱动系统在宽调速范围的高性能控制。     

异步电机低开关频率的模型预测直接电流控制

针对二极管箝位型(neutral point clamped, NPC) 三电平逆变器驱动异步电机的低开关频率控制, 提出了一种新颖的模型预测直接电流控制(model predictive direct current control, MPDCC) 方法. 基于推导的传动系统离散时间内部预测模型, 控制器预测了每个容许开关位置对应的电流输出轨迹、外推输出轨迹, 并根据评估平均开关频率的价值函数在线滚动优化实时求取最优开关矢量, 使得逆变器平均开关频率最小化, 且保持电流轨迹在给定的滞环范围内. 相对于已有的单步预测电流控制方法, 该方法在保持基本相同谐波性能的同时显著降低了开关频率. 仿真结果表明, 低开关频率模型预测电流控制算法可将三电平逆变器的平均开关频率降低至500 Hz 以下, 并且具有较理想的电流谐波畸变和动态响应性能.     

逆变器供电感应电机新型空间矢量PWM控制方法

讨论了电压空间矢量ＰＷＭ控制的几种不同组合方式。分析了每种组合方式下的谐波电流，电机谐波转矩和谐波损耗。给出了比较曲线和实验波形。为不同应用场合下选择不同的空间矢量ＰＷＭ控制方法提供了依据。组合方式３为在逆变器—感应电动机系统中的最优ＰＷＭ控制方式。此方法的优点是器件的开关损耗低，而且在调制系数较高时，电机电流的谐波含量少，由其引起的电机谐波损耗低、转矩脉动小。理论分析和实验结果证实了控制方法的有效性。     

悬浮电容式五电平变频PWM控制器设计

为了解决悬浮电容式多电平逆变器控制中所存在的电压平衡控制困难和冗余开关选择复杂的问题,采用一种直接脉冲宽度调制(PWM)算法和以电压级差为控制目标的电压平衡策略,设计了一台基于数字信号处理芯片(DSP)和现场可编程门极阵列(FPGA)的悬浮电容式五电平变频PWM控制器。该控制策略具有物理概念清晰、实现简单的突出优点。给出了所采用的直接PWM算法的原理、控制器设计的方案以及该控制器在380V/8kW悬浮电容式五电平逆变器样机上的电压、电流实验结果与频谱分析结果。实验结果表明:该设计方案具有理想的电压平衡能力和良好的输出谐波性能。     

一种改善PWM电流源变频器中暂态响应特性的有效方法

研究了一种改善脉宽调制式(PWM)电流源变频器暂态电流响应特性的有效方法。在变频器PWM开关切换的阶跃变化时,低通滤波器产生的谐波电流能够被开关信号的一个脉冲控制有效抑制。该方法不需设置电流或电压反馈回路,且不会出现器件的开关应力。控制开关的时延可在设计电路常数时预先计算确定。给出了单相和三相变频器的实验结果,与采用其他方法的变频器相比,该方法的变频器电源电流的暂态响应得到了有效改善。     

隔离式双闭环开关电源的系统分析与实验

针对单闭环结构的开关电源受外界干扰时的动态响应速度慢,严重时会造成系统的不稳定问题,采用UC3842电流控制模式控制器,设计了一种基于电流型PWM(Pulse Width Modulation)控制技术的单端反激式隔离开关稳压电源.采用连续建模的状态空问平均法,建立了小信号模型,并利用控制理论,对双闭环反馈控制下的反激式变换器进行了补偿和稳定性分析,分析了其频域特性与系统性能指标之间的关系.实验结果表明:该系统具有快速限流特性,使高频变压器功耗和开关管功耗下降,系统动态响应的快速性和稳定性较好.     

多电平滞环控制异步电动机调速系统

基于多电平变流器 ,如中点嵌位逆变器和串联逆变器特别适合在中高压大功率场合应用特征 .针对多电平变流器 ,传统的 PWM控制方法的适用性存在的问题 ,提出了一种非常适合多电平变流器的 PWM控制方法——多电平 SFO滞环控制方法 .这种方法算法简单 ,容易实现 ,开关频率低 ,电压调制系数高 .通过一个矢量控制异步电动机调速系统对这一方法进行了验证     

单相低谱波整流器的控制方法

提出了一种能够有效降低输入电流谐波含量的高性能整流电路,并研究了该电路的ＰＷＭ控制策略及控制系统。通过ＰＷＭ控制,可以降低输入电流谐波含量,同时提高整流电路的功率因数,研究结果表明该方法是可行的。     

电压型PWM整流器直接功率控制研究

介绍了三相电压型 PWM 整流器直接功率控制(DPC)系统的组成与原理,分析了开关表的形成机理。通过建立基于MATLAB/Simulink 环境下的仿真模型,对系统进行了仿真研究,结果表明 DPC 系统具有良好的动态性能。DPC 系统与现行的电流控制策略相比,无需复杂算法和 PWM 调制模块,可实现高功率因数、低谐波干扰;因此,DPC 系统值得进一步开发和研究。     

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。     

基于高频信号注入的无传感器新型DTC系统

针对传统的直接转矩控制方法中存在的转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,在分析永磁同步电机定子磁链坐标系中电压和磁链方程的基础上,提出了一种新型的基于空间电压矢量调制的直接转矩控制方法,并采用注入高频信号的方法来估计电机的转速和位置。通过Matlab仿真软件建立了该控制方法的仿真模型。仿真结果表明,该控制方法能有效地减小电机的磁链和转矩脉动,高频信号注入法可以准确估计出电机的转速和位置,系统具有良好的动态和静态性能。     

三相PWM逆变器鲁棒重复控制策略

为了提高三相CVCF PWM逆变器波形的控制性能(同时具有动态响应快、稳定误差小和鲁棒性好等优点),提出了鲁棒重复控制策略.首先采用鲁棒控制理论对两类不确定建模;然后引进一个虚拟的复不确定△k代替重复控制器中的长延迟环节z -N+m,将重复控制器集成到鲁棒反馈控制器设计之中形成鲁棒重复控制方案.实验结果表明,采用鲁棒重...