采用扩展卡尔曼滤波器对PMSM死区补偿的方法

分析了永磁同步电机矢量控制中死区效应的影响,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filter,EKF)的死区补偿方法.在PWM逆变器中,死区会导致相电压产生非3整数倍的奇次谐波,进而影响电机控制性能,尤其在低速时更为明显.设计了能够估计αβ坐标系下的电流和谐波产生的电压误差的扩展卡尔曼滤波器,最终通过估算的补偿电压及电流方向确定αβ坐标系下的补偿电压.仿真和实验结果表明:该死区补偿方法可以较好地消除零电流钳位现象,有效地改善PMSM逆变器输出电流波形.     

感应电机SVPWM控制技术死区效应补偿新方法

首先从SVPWM逆变器的死区人手,详细分析死区效应的机理及对逆变器输出电压和整个系统的影响,提出死区补偿的重要性;然后针对传统电流反馈型平均误差电压补偿法存在的实时性问题,提出了改进算法:即通过利用当前时刻的已知状态和电机模型预测下一时刻的电流极性,在下一时刻采用平均误差电压补偿法,并结合零电流钳位效应消除方法对感应电机SPVWM逆变器的死区效应进行了补偿;最后在7.5 kw感应电机系统中对这种补偿方法进行了仿真验证.     

混合九电平逆变器的脉冲宽度调制

为实现混合九电平逆变器在变压变频调速场合中的应用,该文在分析混合九电平逆变器脉冲宽度调制(PWM)方法的基础上,深入研究了混合九电平逆变器的死区效应,并提出一种改进的补偿方法。同时,为保证混合九电平逆变器的运行安全,采用注入零序电压的方法来控制H桥辅助逆变电路的电容电压平衡。实验结果验证了电容电压平衡控制方法的有效性,而且采用改进的死区补偿方法能够补偿死区效应导致的不正常脉冲,使得混合九电平逆变器能输出较好的电压波形,输出电压总谐波畸变率小于3%。     

基于死区消除与补偿的T型三电平逆变器控制策略

为了避免三电平逆变器的上下桥臂直通,开关切换过程中会引入死区.死区会提高逆变器的输出电流谐波,降低逆变器的输出电压和电流.文中分析了死区在开关管换流过程中的作用,并在此基础上提出一种死区消除与补偿相结合的方法来消除其对逆变器的不利影响.当相电流足够大时,可以根据电流的方向输入不同的驱动信号,达到在没有死区的情况下防止开关管短路的目的.当相电流接近零点时,由于电流纹波的影响,死区消除方法并不适用,只能通过引入死区来提高逆变器的稳定性,然后通过死区补偿来消除其不利影响.实验结果证明,文中方法可以有效地解决死区问题.     

采用死区补偿和输出电流补偿的数控UPS逆变器

为在不增加传感器的情况下,改善不间断电源(U PS)逆变器的输出动静态性能,提出了一种数字控制策略。该策略利用面积等效原理,将线性负载下的死区等效为方波扰动,利用前馈对其补偿;将输出电流视为对控制系统的扰动,并利用前馈补偿,通过对输出电压的微分运算获得输出滤波电容电流值,从而在不使用电流传感器的情况下,实现了对U PS逆变器的准双环控制。在1 kVA的样机上进行实验研究,其结果在额定阻性负载下的稳态总谐波畸变率(THD)为2.49%,空载与额定负载间阶越变化下的电压调整率为6.75%。结果表明:死区补偿和输出电流补偿有效,整个控制策略的可行。     

用于逆变器死区补偿的空间矢量脉宽调制策略

为了解决零电流附近死区补偿失误的问题,提出一种空间矢量脉宽调制策略.在对传统死区补偿方法进行分析的基础上,采用两相调制方法,根据负载功率因数角所处的范围选取各扇区内的零矢量类型.该策略使电流过零相桥臂不换流,避免对该相的死区补偿,从而无需检测电流极性.实验结果表明: 该策略可以有效地解决零电流附近的死区补偿问题,并可以将开关次数减小到三相调制方法的66.7%, 从而降低开关损耗.它易于实现,应用场合广泛.     

SPWM逆变器的波形生成过程中的问题及对策

SPWM逆变器波形生成过程中遇到的问题主要有载波比切换过程中的冲击电流及逆变器输出频率较高时为限制谐波含量的调制方法 对这两个问题进行了探讨并提出了一种行之有效的解决方法 运行结果表明 ,采用这种方法后 ,逆变器的输出电压不发生跳变 ,几乎没有冲击电流 ,且输出谐波含量小     

基于DSP的交流调速系统软开关三相逆变器的应用特性研究与分析

目前,国内外对于交流调速逆变系统的研究非常活跃,但有关软开关以及DSP(Digital Singnal Processor)技术在三相逆变器中的应用研究却相对有些滞后.死区效应作为三相逆变器的主要特性,为了提高逆变器本身工作的可靠性,不断提高输出电流波形的质量,以辅助二极管变换极逆变器ADRPI(Auxiliary Diode Resonant Pole Inverter)为研究对象,在对其拓扑结构以及工作原理介绍的基础上,深入研究和分析了其死区形成原理、死区时间大小、影响死区时间的主要因素以及死区效应对逆变器的影响等内容,通过建立数学模型、进行仿真以及基于DSP所开展的交流调速相关实验,证明了通过采用ADRPI软开三相逆变器并合理设置其死区时间可以有效减小死区效应对逆变器输出电流质量的影响,为ADRPI软开三相逆变器的进一步实际广泛应用奠定了基础.     

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.     

全MOSFET型全桥非隔离光伏并网逆变器

带交流旁路环节的非隔离型单极性SPWM全桥光伏并网逆变器可以在不增加导通损耗的前提下改善共模特性。为了进一步消除共模电压引起的漏电流,可以采用箝位技术实现高频共模电压为恒值。提出一种改进型全桥电路结构和调制方式,在续流模态提供了交流旁路环节和二极管无源箝位,避免了有源箝位支路的死区对箝位效果的影响。在桥臂和续流回路中采用Si C-MOSFET器件可消除桥臂二极管反向恢复问题和降低电流回路阻抗,可以大幅提高变换效率。详细分析了新型逆变器结构和准单极性SPWM调制的差模和共模特性,并通过一台50 k Hz/3 k W实验样机对比验证了新型拓扑的性能。     

基于新型开关策略的死区补偿技术

在逆变系统中,死区导致逆变器的输出波形发生畸变,即死区效应．文中在对死区效应进行量化分析的基础上,提出一种基于新型开关策略的死区补偿技术．该方法通过实验验证,实验结果证明了该方法的实用性和有效性．     

基于滤波电感辨识及延时补偿的并网逆变器模型预测控制

针对三相并网逆变器采用传统模型预测控制时,因模型失配造成输出电流畸变率大、谐波含量高、并网效率低的问题,文章提出了一种基于滤波电感辨识及延时补偿的模型预测控制方案,将在线辨识的滤波电感和延时补偿的电压电流应用到三相并网逆变器模型预测控制系统中,并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真,仿真结果表明:基于滤波电感在线辨识及延时补偿的模型预测控制具有很好的动、静态特性,输出电流正弦度好、谐波含量少,验证了方案的可行性和正确性.     

三相SPWM逆变电路输出波滤波器的分析与设计

提出了一种新型三相逆变器输出滤波器，它能有效地减少输出电压和电流中的开关谐波分量。这种拓扑由RLC滤波器和LC陷波滤波器中联组成。当LC陷波滤波器的转折频率与SPWM的开关频率一致时，该滤波器拓扑就能有效地减少开关频率处的谐波分量。同时降低了对RLC滤波器的高阻抗和低转折频率的要求，并减少了电流环中的相移和提高滤波器的效率。该滤波器拓扑可以广泛地应用于UPS和逆变器－电机系统的输出滤波。     

三相微网逆变器并联运行的新型三环控制策略

针对微电网的孤岛运行状态,非线性负载产生的谐波电流扰动和滤波参数摄动会严重影响逆变器输出电压的稳定性以及不同额定容量微源逆变器并联运行难以实现负荷功率的精确分配。在三相桥式逆变器的基础上,提出了一种新的三环控制策略,包括滑模电压内环、虚拟阻抗环和功率外环。最后,在理论分析的基础上,进行MATLAB/simulink仿真,验证了该控制策略能够降低输出电压的抖振和谐波畸变率,抵御滤波参数摄动,并且使逆变器满足功率分配的要求。     

三相航空中频电源控制策略研究

针对航空用矩阵式高频链中频逆变电源的拓扑结构,提出了一种解结耦的SPWM控制策略,并给出了详细的数学推导。根据高频变压器输出侧电压脉冲的极性,将矩阵变换器等效成两个常规的三相逆变器,从而将单向高频链逆变器的控制策略引入到矩阵式高频链逆变器中。与其传统的矩阵变换器的换流策略相比,基于解结耦的控制策略易于实现,容易分析其工作原理。经过数学推导证明了此策略的可行性,并运用matlab/simulink仿真软件进行仿真研究,输出电压波形谐波含量低,验证了控制策略的正确性。     

基于改进型正弦脉宽调制算法的单相逆变器输出电压和波形控制

尽管SPWM调制能获得较好的正弦波,但其谐波问题仍然不可忽视,就单相逆变器输出电压和波形控制问题在SPWM调制的基础上进行了一些改进研究﹒采用了在基波正弦调制参考波中附加一个三次谐波分量的方法,采用matlab/simulink对传统SPWM控制下的单相逆变输出和改进型算法分别进行了仿真比较,结果表明,采用改进SPWM控制算法对单相逆变器输出进行调制时,基波电压输出明显增大,输出电压总的谐波畸变率明显降低﹒该改进方法对单相逆变器输出电压和波形控制有一定的实际价值﹒     

死区效应对逆变器并联环流影响的研究和仿真

在桥式逆变电路中,为了避免处在同一桥臂的上下两个开关器件发生直通故障,通常在PWM驱动信号中插入一段死区时间,但这样会引起输出电压波形的畸变.首先以单逆变器系统为基础研究了死区因素对输出电压的影响,并将死区造成的电压偏差视为一种谐波扰动,建立了逆变器并联系统的数学模型,研究了死区差异和系统环流之间的关系,并采用电压瞬时值反馈控制对谐波环流进行抑制,最后在Matlab/Simulink中对两个逆变器并联系统模型进行仿真,研究表明,各逆变单元死区间的差异与并联系统谐波环流之间存在着相互关系,死区差异的增大会同时增大系统的环流,仿真结果验证了这一结论的同时也表明了电压电流双环控制对死区造成的谐波环流具有一定的抑制作用.     

扰动电压观测器与线性补偿策略相结合的死区补偿方法

为克服逆变器死区时间及开关的导通压降等非线性特性对永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统检测精度的影响,提出一种将扰动电压观测器与线性补偿策略相结合的新型死区补偿方法,对逆变器死区效应带来的不良影响进行抵消.搭建基于脉振高频电压注入算法的PMSM无传感器控制系统模型,分别加入新型死区补偿方法与普通线性死区补偿方法,并进行Simulink仿真分析.实验结果表明：加入新型死区补偿后,系统电流钳位现象得到缓解,转速估计误差减小20%左右,转子位置估计更为准确,证实了新型死区补偿方法的有效性.     

矿用电机车PMSM驱动系统死区补偿的研究

空间矢量脉宽调制逆变器永磁同步电机驱动系统,其死区效应的存在会造成电机电流发生畸变,电机转矩脉动加大,特别在低速运行下更为明显。针对此问题提出了一种基于扩张状态观测器的死区补偿方法,将死区效应作为给定电压矢量的一种扰动矢量,通过抗扰动控制策略实现对死区时间补偿的效果,然后利用MATLAB对该策略进行了仿真试验。实验结果表明,此方法能够有效地改善电流波形和减小电机转矩脉动。     

基于误差电流最优的三相四开关APF空间矢量控制方法

为提高容错三相四开关有源电力滤波器谐波补偿性能,提出一种改进型三相四开关有源电力滤波器的SVPWM控制方法。与传统SVPWM控制方法以电流误差量变化率为控制目标不同,该方法以误差电流最优为控制目标,首先计算出实时基本电压矢量,然后结合指令电流和误差电流计算出最佳输出参考电压,使控制目标电流误差量减小至零,相比传统SVPWM控制方法,该方法能有效降低三相四开关有源滤波器输出电流与指令电流的误差量,提高谐波补偿性能,同时易于DSP数字化实现,最后仿真结果验证了本文算法的有效性。