基于SHEPWM的多模式调制切换策略研究

以大功率电力机车牵引传动系统为背景,针对其逆变器开关频率最大值较低的特点,采用一种基于SHEPWM的多模式调制策略以实现牵引电机在速度全程范围的平滑运行。在综合考虑SHEPWM的实现方法、分析输出电压的谐波成分及电流特性的基础上,对不同调制方式间或相同调制方式的不同载波比之间的切换策略进行深入研究,提出一种基于SHEPWM的三相电压同时切换策略,使控制牵引电机切换的算法显著简化。最后,通过仿真和实验验证切换策略。     

分段调制法在内燃机车变频器上的应用

针对内燃机车变频器受开关频率限制的问题,通过采用分段调制方法来研究不同模式PWM之间的切换条件,实现异步PWM、同步PWM、SHEPWM PWM和方波之间的平滑过渡。试验也验证了切换策略的正确性。     

大功率牵引变流器电流谐波最小PWM控制策略的研究与实现

大功率交流传动机车牵引传动系统受器件开关频率的限制,在高速运行区需要采用同步优化调制的方法来减小谐波,针对电流谐波最小PWM调制技术,对其控制原理进行了理论分析,论述了一种基于数字信号处理器DSP的数字实现方法,研究了不同调制模式之间的波形切换原则及控制策略,在谐波抑制性能方面与SHEPWM调制算法进行了对比分析,最后通过仿真和实验对理论分析的正确性和有效性进行了验证。     

永磁同步电机方波控制技术探讨

永磁同步电机在方波模式下具有满电压输出的突出优点,可以极大提高系统的输出功率,特别适合高转速和高功率应用场合。但普通的方波控制存在需要模式切换、动态性能差等缺点。通过采用调制线性化、增加基波电流观测器和采用动态弱磁技术等方法,统一了全速段永磁同步电机矢量控制方法。仿真验证表明,文章所提出的方法在方波工况下具有高性能转矩响应能力。     

高速列车三电平牵引逆变器多模式PWM调制方法研究

针对中点箝位式三电平牵引逆变器,重点研究了其多模式PWM调制中的同步调制阶段,给出一种可以实时计算开关角的中间60°同步调制方法。对于不同载波比条件,分析了中间60°同步调制的原理,得出了调制波基波幅值指令与开关角的解析关系式,并探讨了多模式下不同调制模式的切换条件。利用该方法建立了三电平逆变器-异步电机驱动系统仿真模型,对异步调制、5分频同步调制、3分频同步调制及方波工况进行了仿真。仿真结果表明,该方法下三电平逆变器输出波形对称性良好,在载波比较低时能够保证输出电压基波幅值满足要求,并可实现不同调制模式的平滑切换。     

基于定子磁链轨迹的PMSM矢量控制方法

针对优化同步PWM(Pulse Width Modulation)用于闭环矢量控制进行快速动态调节时容易发生过流失控的问题,提出了一种基于优化定子磁链轨迹闭环控制的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)矢量控制策略。简述了谐波电流最小优化PWM的原理,给出了优化开关角,建立了优化开关角与对应优化磁链轨迹之间的数学关系。基于包含异步调制与同步调制的混合调制策略,构建了PMSM最大转矩电流比矢量控制系统,针对同步调制模式,重点介绍了利用优化磁链轨迹闭环控制来实现系统快速动态调节的方法。通过仿真和试验验证了优化磁链轨迹闭环控制方法。     

永磁同步电机高速弱磁控制比较分析

为了探究永磁电机弱磁控制原理,提升弱磁控制性能,对永磁电机的3种控制策略进行了对比分析,着重分析了高速弱磁区控制方法和性能,并进行了仿真和试验研究。研究结果表明,基于空间电压矢量调制的直接转矩控制技术在高速弱磁区控制性能最优,是未来工程应用研究的主要方向。     

双极性SHEPWM技术在内燃机车主变流器的应用研究

简要阐述了双极性SHEPWM(特定次消谐脉宽调制)的数学模型,建立了消除特定谐波的非线性超越方程组,论述了求解此非线性超越方程组的新方法,推导了开关角计算关键参数。针对内燃机车主变流器主电路特点,进行了基于TMS320F28335芯片+FPGA的控制电路的硬件和编程设计。试验结果表明,在不同开关角之间切换时过渡处未出现电流波动,切换较平稳。     

一种新型混合多电平逆变器

在传统的多电平逆变器拓扑结构的基础上，提出了一种新型的混合多电平逆变器拓扑，并分析了其工作原理，采用SHEPWM作为该拓扑的调制方式，实现了基于TIDSP TMS320LF2407（A）单相拓扑的控制，最后通过实验研究证实了该种拓扑的可行性，并给出了相应的结论。     

机车自动驾驶系统模式切换策略研究

受铁路基础装备技术和国内复杂运用环境限制,机车自动驾驶系统仍需在有人值守的情况下工作,所以应有完善的自动驾驶系统模式切换策略来界定值守人员和自动驾驶的权限边界。以机车运行安全为原则,基于列车纵向动力学分析动态切换时列车的平稳性,阐述了机车自动驾驶系统的模式切换策略,该策略已经运用于机车自动驾驶实际应用中。大量实践案例证明,提出的机车自动驾驶模式切换策略能够有效保证机车控制权模式切换过程中列车的安全、平稳运行,取得了良好的运行效果。     

轨道车辆永磁牵引电动机控制技术综述

永磁同步电动机由于具有高效率、高功率密度、启动特性好、加速能力强及噪声低等优点，在轨道交通领域得到广泛关注，具有广阔的应用前景。针对轨道车辆永磁牵引传动系统的驱动变流器拓扑和控制技术两方面展开综述。概述永磁牵引电动机变流器拓扑及其调制策略的研究现状，分析基于两电平拓扑和三电平拓扑牵引变流器的优缺点；综述碳化硅电力电子器件在轨道车辆牵引变流系统的优势和应用现状；对永磁牵引电动机的矢量控制、直接转矩控制及模型预测控制等方法进行总结与分析；针对轨道车辆的应用特点，阐述现有永磁牵引电动机弱磁控制和无位置传感器控制方法的研究现状。最后，对永磁牵引电动机控制技术的发展趋势进行展望。     

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.     

SVPWM电压源逆变器供电异步电动机容错性的时域和频域分析

研究了一种新的空间矢量调制方法,使利用电压源逆变器供电的异步电动机具有容错性.新的方法运用2种不同的空间矢量调制策略,使电机从正常运行切换到故障运行.文中提出的用于故障运行的调制方法与传统的B6型逆变器有着相同的对称性.时域和频域的理论分析结果建立在拉普拉斯电压空间矢量转换基础上.理论分析计算的波形与试验结果十分吻合.因此,提出的解析模型为不平衡及平衡电源条件下一种非常有用的供电分析方法.     

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...     

CTCS3级列控系统车载设备仿真子系统的设计与实现

对CTCS3级列控系统仿真测试平台中的车载设备仿真子系统进行研究,介绍仿真子系统的结构和功能,描述核心功能的实现方法,包括最严格静态速度曲线的计算、动态速度曲线的计算、车载设备工作模式切换和RBC交接等.基于C++ Builder 6.0实现了车载设备仿真子系统.     

应用于机车变流器的分段调制工程实现方法

机车变流器由于开关频率和功率损耗的原因,需合理使用PWM调制策略以满足系统在不同频率段的控制要求。在研究各种调制模式数学模型的基础上,提出了以DSP为基础的工程数字实现方法。通过仿真和试验验证,证明了该方法的正确性。     

永磁同步电机架悬直驱机构与驱动轴的干涉分析

提出了永磁同步电机架悬直驱机构与驱动轴间动态间隙的干涉评判指标。建立了永磁架悬直驱转向架非线性有限元冲击模型及整车动力学模型,分别就非线性冲击工况及随机振动工况计算了驱动机构与驱动轴间的垂向相对动态位移。根据干涉评判指标完成了架悬直驱机构与驱动轴的动态匹配设计。研究结论可为永磁架悬直驱机构的工程化运用提供参考。     

基于实时动态迟滞的LTE-R切换算法优化研究

现行的的LTE-R切换算法在进行切换时采用固定的切换迟滞,或者对列车速度进行分级,进而调节动态迟滞,只做到了"局部动态",这意味着确定更准确的切换触发点是一个关键问题。首先,为了切换方案的顺利提出,根据实际信道模型对LTE-R网络重叠覆盖区的过渡区段、切换区段的距离作了理论的推导;然后,为了提高高速环境下的切换成功率,优化系统性能,提出基于实时动态迟滞的越区切换优化算法,先利用乒乓切换率和链路失效率等指标得到不同速度下的切换迟滞值,之后利用最小二乘法得到列车速度与切换迟滞的最佳函数匹配。仿真结果表明,相比于现行的切换算法,改进算法具有更高的切换成功率,佐证了所提出的方案比现行方案能更有效地触发切换。     

基于矢量控制的兆瓦级永磁同步电机能量互馈系统

为满足风力发电机厂兆瓦级永磁同步发电机(PMSG)型式试验的需要,设计了基于能量互馈的试验系统。分析了互馈系统的工作原理,重点研究了基于模型参考自适应(MRAS)的无速度传感器矢量控制方法并进行了仿真,在1.65 MW半直驱永磁同步发电机上进行了试验。结果证明,该系统工作可靠且具有较好的稳态和动态性能。     

永磁同步电机改进型积分滑模控制器研究

基于永磁同步电机的数学模型,以id=0和SVPWM相结合进行永磁同步电机控制。针对高性能伺服系统的要求,采用基于积分滑模面的滑模控制,改进了切换增益。在MATLAB/SIMULINK中对系统进行了仿真验证,仿真结果表明:和常规的积分滑模控制相比,设计的改进型积分滑模控制器超调量小、响应快、抖振小、鲁棒性较强。