电动汽车驱动控制的PWM新技术

文章介绍了电动汽车交流驱动中采用确定脉宽调制(DPWM)技术和随机脉宽调制(RPWM)技术的比较研究结果.RPWM方法替代DPWM方法,采用Avant!公司先进的仿真软件SABER,其重点是降低电磁干扰(EMI).为了评估PWM技术对驱动性能的影响,同时对驱动效率,转矩脉动和电流控制系统动态响应进行了研究.文中考虑了逆变器开关频率随机变化定义的2种RPWM技术:一种技术是调制器的取样频率与开关频率同步变化;另一种技术是取样频率固定且等于平均开关频率.研究表明:在驱动性能几乎不受影响的同时,RPWM技术降低EMI的良好潜力,可使EMI下降10dB或更多.     

全速域异步电动机的改进型直接转矩控制

为了克服直接转矩控制在低速区的种种不足,改进型直接转矩控制被应用到大功率牵引传动系统的低速区。本文介绍了改进型直接转矩控制的基本原理,加入弱磁控制算法,同时采用一种适合工程应用的空间电压矢量PWM（SVPWM）过调制算法,将改进型直接转矩控制扩展到全速度范围。通过对此方案的实验验证,表明全速度范围异步电机转矩控制方案是可行的,系统具有良好的动静态性能,在具有较高开关频率的中小功率应用场合有着非常好的应用前景。     

基于数字信号处理器实现特定消谐脉宽调制控制技术的研究

在大功率交流传动控制中,传统的PWM(脉宽调制)方法输出由于存在低次谐波,会使电流和转矩产生脉动,影响控制精度。以三相电压型逆变器为分析对象,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)来实现特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制技术。该技术是首先根据SHEPWM控制技术的基本原理建立其特定谐波消除中开关角与调制度之间的数学模型;然后通过Matlab软件对该非线性数学模型方程组进行求解,得到对应的PWM单相电压脉冲的输出波形;同时利用dsPACE半实物仿真平台对SHEPWM控制技术进行数字化实现及验证;最后通过试验平台分析验证其输出电压、电流在不同载波比下的谐波消除情况。结果表明:基于DSP实现的SHEPWM控制技术,在实际应用中能够消除低次谐波、减小电流和转矩脉动,并能提高电能控制质量。     

一种低开关频率下PWM调制算法

大功率逆变器开关器件容许开关频率极低,导致PWM波形谐波较大。为解决此问题,对低开关频率下PWM调制算法进行了分析和研究,并对研究得出的优化脉冲模式进行了Matlab仿真和试验验证。结果表明:相应优化脉冲模式具备优良的输出效果;该脉冲模式可用于与具体控制算法相结合,以降低逆变器的输入、输出谐波。     

使用单开关元件实现软开关的新型准谐振直流环节PWM逆变器

介绍一种新型准谐振直流环节(QRDCL)逆变器.该逆变器只需使用一个开关元件即可在各种负载条件下建立零电压瞬间.逆变器开关元件所承受的最高电压维持在输入电压的1.01～1.1倍,其电路能够灵活地选择谐振环节的开关时间,使之与所采用的任何PWM技术同步,控制技术不需要逆变器开关来帮助在直流环节建立零电压瞬间,控制电路中不需要电压和电流传感器.文中阐述所提出QRDCL逆变器的工作原理,对其进行了详细分析,获得了实现软开关设计的理念.利用PSPICE软件对系统进行详细的仿真,以研究电路模型在各种负载条件下的可行性.最后给出了用该QRDCL PWM逆变器驱动三相异步电机的实验结果.     

基于空间矢量的直接功率控制策略

将直接功率控制应用于三相PWM整流器中,采用PWM空间矢量调制代替传统的开关逻辑表控制,避免了因开关频率不固定给整流器造成的不良影响。文章推导了该控制系统基于虚磁链的功率估算式,分析了功率调节器参数设计,研究了有功和无功功率调节器之间的相互耦合影响关系。仿真结果表明,在三相不平衡电压情况下,该控制方法具有功率因数高、电流谐波小、动态性能好等优点。     

一种简易低耗空间矢量PWM算法

分析了空间矢量脉宽调制基本原理,探讨了一种三相电压型逆变器空间矢量PWM的改进算法.该算法比传统算法简易,在驱动异步电机系统中产生较小的开关损耗.在基于DSPTMS320F2812三相异步电机控制系统上编制了空间矢量PWM的软件,并进行试验,给出了相应的试验结果.     

异步牵引电机定子磁链轨迹跟踪控制技术研究

为解决大功率交流传动系统中因功率器件的低开关频率所导致的PWM波形谐波大的问题,提出了一种基于新型优化同步调制的定子磁链轨迹跟踪控制算法,离线状态下以电机电流谐波总和最小为优化目标求得逆变器在各种分频数下的优化开关角,从而得到定子磁链的运行轨迹;系统正常工作过程中实时计算出定子磁链轨迹的各个特征门槛值,根据观测到的电机定子磁链值与各个特征门槛值进行闭环控制,实现基于定子磁链轨迹跟踪控制的同步调制算法。仿真及试验验证了所提算法的正确性和可行性。     

大功率变流技术与应用(二)——软开关变流器

传统的硬开关逆变器在转换状态期间存在一些严重问题.高开关频率使电力电子器件遭受高的开关应力和高的开关损耗.此外,很大的du/dt和di/dt引起严重的电磁干扰(EMI),而寄生电容和杂散电感可能在开关过程中产生高的电压和电流尖峰及振荡.采用软开关技术,可以克服这些缺点,消除开关损耗,提高效率;减少开关du/dt,消除相关的EMI和轴承电流.文章着重介绍用于PWM电压源逆变器的两类软开关技术,即谐振中间环节和谐振吸收回路.     

一种简化空间矢量调制方法在风电变流器中的应用

根据PWM变流器开关函数及伏秒平衡原则,采用一种开关函数面积矢量概念对常规SVM（空间矢量调制）进行简化。并说明了简化SVM在DSP中的载波实现方法。通过仿真及在风电变流器中的应用实验验证了该简化SVM载波实现方法的正确性。仿真及实验结果表明,采用简化SVM的载波实现方法可以获得与常规SVM同样的调制效果,但是可以简化计算流程,便于SVM在多电平变流器中的推广应用。     

单周控制的三相PWM逆变器仿真研究

探讨了用单周控制并网的三相PWM逆变器,提出了控制的新方法,每一瞬间只需对两只全控型电力电子开关元件作PWM控制,减少了元件的开关损耗;此外,用单周控制来实现正弦脉宽调制SPWM,电路简单,动态性能好。利用这种方法对三相PWM逆变器电路进行了Matlab/Simulink建模和仿真,得出了输出正弦电流和功率因数接近1的预期结果,并证明其原理上是可行的,宜进一步实验验证。     

十二脉冲逆变器控制技术

分析了直流1500V/80kVA地铁辅助变流器采用十二脉冲逆变技术的工作原理，提出了一种适用于十二脉冲逆变器控制且优于普通三分频的三分频单边调节的PWM调制方法，介绍了实现输出三相基波380V电压实时闭环控制的TM320C31DSP微机控制系统。试验证明：该控制系统稳定性好，精度高，谐波小。     

新型注入式混合有源滤波器的开关谐波抑制技术研究

有源滤波器能否按工作原理实现预期的谐波抑制效果,很大程度上取决于对其开关谐波的有效抑制程度.本文以一种新型注入式混合有源滤波器为研究对象,通过采用三重开关谐波抑制技术:采取复合型电流跟踪控制算法、选用基于随机脉冲位置的SVPWM调制策略、安装优化设计得到的输出滤波器,实现了工程应用项目所提出的开关谐波抑制目标.其分析方法及结论可为其他类型混合有源滤波器的开关谐波抑制研究提供借鉴.     

SHEPWM对三电平NPC变频器共模电压的抑制作用

降低变频器的共模电压消除及其产生的共模干扰,在高压大功率应用场合具有重要意义.常规的特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)不能消除变频器输出相电压中共模分量.应用SHEPWM方法控制三电平中点箝位式变频器,分别采用消除三倍频谐波和不消除3倍频谐波两种方式,对比了这两种方法对消除共模电压的作用.PSIM仿真结果和实验结果都表明,采用消除三倍频谐波的SHEPWM的方式,可成功消除低频的共模电压,证明了该方式对消除低频共模电压的有效性.     

用于三点式四象限变流器的新PWM方法

叙述了一种在三点式四象限变流器上实施的新ＰＷＭ方法，该方法是在文献（１）中提出的ＰＷＭ方法基础上改进，加入了开关器件的死区时间补偿，并采用了最少开关模式，经Ｓａｂｅｒ仿真器仿真，证明新ＰＷＭ方法不仅对中性点直流电压控制连续而且能较好减少低次谐波，该方法采用实时计算，计算方法简单，易于微机实现。     

三电平逆变器中点电位控制算法研究

介绍了中点箝位型三电平逆变器的工作原理,根据其特有的拓扑结构分析了PWM调制方法,针对直流侧电容中点电位漂移的问题,提出了每相调制波叠加零序电压分量的控制策略。最后对该控制策略进行Matlab仿真,仿真结果验证了控制策略的正确性和可行性。     

SPWM差值二次逼近算法

在大功率逆变器的实时控制中，如何快速准确地计算出ＳＰＷＭ交点是一个关键问题。文中介绍了ＳＰＷＭ差值二次逼近算法的原理，推导了各种ＳＰＷＭ调试方式下的计算公式，并分析了算法误差及谐波分析，给出了ＳＰＷＭ同步调试方式下该算法实现的程序框图。该算法在４０００ｋＷ交直交电力机车油冷变流机组地面试验系统中得到验证，并取得了良好效果。     

用8098单片机实现电压空间矢量脉宽调制

电压空间矢量脉宽调制是一种先进的调制方法。本文介绍了其基本原理和输出电压，建立了开关模型和最佳开关顺序。分析了滞后开通时死区时间对输出电压的影响，提出了补偿方法，用８０９８单片机系统来实现电压空间矢量脉宽调制，具有简单，可靠的优点，试验结果证明，变频器运行稳定，输出波形正统性较好。