空间电压矢量脉宽调制

摘要： 针对传统有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)开关频率不固定、网侧电流纹波含量大等缺陷,提出一种固定开关频率的基于最优开关序列合成的电流MPC方法.通过选取扇区内代价函数最小的3个相邻电压矢量合成最优电压矢量,并根据电压矢量的代价函数直接计算开关序列占空比,实现了 FCS-MPC与空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)策略的有机结合.为验证此处控制方案的有效性,基于一台满额功率为8 kW的三相三电平VIENNA整流器样机进行完整的测试分析,结果表明所提控制策略具有良好的稳态和动态性能.

摘要： 提出了一种改进型的三相PWM整流器拓扑,该整流器采用了预测电流型的空间电压矢量脉宽调制技术,实现了可控软启动,提高了功率因数,并拓宽了电压调节范围.设计了新型过流保护电路,响应速度快,并且支持高压电源系统反复启动.进行了仿真与实验验证.测试结果表明:改进型PWM整流器能够实现可控软启动,稳态误差小于2％;负载突变时,稳态恢复时间小于0.5s;功率因数大于95％.

摘要： 提出一种空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法以降低双三相永磁同步电机系统的共模干扰.首先分析了电机驱动系统中共模电压产生的原因,然后利用双三相永磁同步电机电压矢量冗余的特点,在每一扇区内选择低共模电压幅值和变化频率的电压矢量组合,从而降低系统的共模干扰.理论分析和实验结果表明,采用该双三相永磁同步电机低共模干扰SVPWM控制方法,共模电压的幅值降低为直流母线电压的1/6,一个周期内共模电压的变化次数降低为2次,从而降低了系统的共模电流,并且当电机运行于中高速情况下,定子电流谐波并没有明显的增加.

摘要： 为进一步改善传统船用轴带电机冷却困难、铁芯利用率低和响应速度慢等缺点,提出轴·径向复合磁场结构的船用轴带电机.根据中小型内河船的工作需要,结合解析法和有限元分析法确定电机各项参数,在AnsoftMaxwell 14.0软件中进行性能验证,并在MATLAB/SIMULINK中搭建基于船舶轴带发电机Z源逆变器的电压矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)控制模型.通过仿真波形,验证了所设计的电机性能良好,相电流与相电压可保持同相位.在直流电压恒定时,改变直通零矢量的占空比,可获得系统要求的电压,且Z源逆变器的升压和并网能力得以实现.

摘要： 为提高两电平逆变器电压输出能力,提出一种适用全调制范围的空间电压矢量脉宽调制方法(SVPWM),该方法是对两电平逆变器线性调制区的扩展。采用MATLAB/Simulink对本文所提出的SVPWM各调制算法进行仿真分析,仿真结果表明,该调制技术在工程应用中具有一定的借鉴意义。

摘要： Dynamic response and anti disturbance ability is the direct torque control (DTC) is an important index, this paper with a inner permanent magnet synchronous motor (IPMSM) mathematical model for platform proposed IPMSM-DTC system simulation modeling method, through the model analysis of system dynamic response and anti disturbance kinetic energy force.Using Matlab/Simulink to establish an independent sub module, and its working principle and construction method are introduced in detail, and the simulation model of IPMSM-DTC system is constructed by the combination of each sub module.The simulation results show that the system has good dynamic response performance and robustness to load disturbance.This provides a reliable theoretical basis for the follow-up study of space voltage vector pulse width modulation direct torque control system.%动态响应和抗扰动能力是直接转矩控制(DTC)的一项重要指标,文章以内置永磁同步电机(IPMSM)数学模型为平台,提出了IPMSM-DTC系统仿真建模的方法,通过模型分析系统的动态响应和抗扰动能力.利用Matlab/Simulink建立独立的子模块,并对其工作原理和构造方法进行了详细介绍,通过各子模块有机结合构建IPMSM-DTC系统的仿真模型.仿真结果证明了该系统具有较好的动态响应性能以及对负载扰动具有较强的鲁棒性,为后续研究空间电压矢量脉宽调制直接转矩控制系统提供可靠的理论依据.

摘要： 由于三电平并网逆变器在减小电流的谐波,改善电压的波形方面都比两电平并网逆变器更有优势,为此本文以两级式的三相三电平并网逆变器为研究对象,分析了二极管钳位型三电平逆变器主电路的拓扑结构和工作原理,建立了三电平SVP-WM算法的数学模型,并通过Matlab的仿真分析,验证了其可行性.

摘要： 混合型逆变器由2个不同容量不同开关频率的逆变模块并联组成.以混合型逆变器供电的交流传动系统为对象,以降低电机电流的谐波畸变为目标,研究了系统的控制策略.在建立系统数学模型的基础上,基于异步电机的矢量控制理论及空间电压矢量脉宽调制原理,得到了同步坐标系下主从式矢量控制策略.最后通过建立一套混合型逆变器并联带电机的控制系统模型进行性能验证,仿真结果表明:电机定子侧电流THD＜5％,和单个逆变模块相比,大大降低了电机电流的谐波畸变.

摘要： 为解决传统两电平空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)算法推广应用于多电平时,计算量大、实时性差的问题,以中点钳位(NPC)H桥5电平逆变器为例,提出一种基于αβ坐标系的新型参考电压矢量分解SVP-WM算法.该算法直接将5电平矢量分解为两电平,避免了先将5电平转化为3电平,再将3电平转化为两电平的繁琐过程,使总体计算量大为减少,提高了实时性,易于向更高电平推广.仿真与实验结果验证了所提算法的有效性.

摘要： 随着电力电子技术以及计算机技术的发展,空间电压矢量脉宽调制(简称SVPWM)整流技术日益引起人们广泛的关注.三相电压型SVPWM整流器具有低谐波污染、恒定直流电压控制、能量的双向流动等优点,具有广泛的应用领域,是当整流器的研究热点.本文中,SVPWM采用调制算法涉及到坐标变换和矢量分解,有较多的三角函数运算、矩阵运算和无理数运算,用MATLAB/Simulink工具搭建仿真平台,根据SVPWM规律发脉冲使开关管断,变频器输出PWM波,仿真结果显示良好,完全符合实际电机控制仿真要求.

摘要： 通过分析传统的六开关PWM整流器拓扑结构应用于高压电源的优缺点,在此基础上提出了一种改进型的三相PWM整流器拓扑,分析了该拓扑的工作模态.设计了软启动程序,使得整流器的输出电压缓慢上升,实现了可控软启动,启动后通过预测电流型的空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM),有高的功率因数并拓宽了电压调节范围.设计了新型过流保护,响应速度快,并且支持高压电源系统反复启动.本文搭建了该改进型三相PWM整流器完整的闭环MATLAB/Simulink仿真系统,通过测试分析,验证了本文设计的合理性.为了验证本文设计的改进型PWM整流器可行性,本文试制了实验样机.测试结果表明:能够实现可控软件软启动;进入稳态运行时稳态误差小于2％;当负载发生突变时,系统重新达到稳态的响应时间小于0.5s;改进型三相PWM整流器功率因数矫正效果良好.

摘要： 分析空间电压矢量脉宽调制方法的基本原理,以第3扇区为例介绍采用矩阵求解两相邻矢量作用时间的方法,以及用数字信号处理器TMS320F2812实现空间电压矢量的方法。采用DSP实现SVPWM算法的系统,硬件实现简单,实时性强,稳定可靠。较之传统的SPWM算法的系统,具有电流谐波成分少、直流电压利用率高、控制精度高的优点,是一种优良的PWM控制实现方案。

摘要： 分析了大功率电动伺服系统在整个无人机发展中的必然趋势和重要作用,介绍了矢量控制的基本原理与应用,以及永磁同步电机的相对优势,同时采用齿轮减速加滚珠丝杠传动的运动形式.分析了无人机电动舵机伺服系统各组成部分的原理,然后利用MATLAB/SIMULINK搭建伺服系统的仿真模型,采用位置环、速度环、电流环三环完成伺服系统控制,位置环采用PID控制器,速度环与电流环采用PI控制器,对舵系统的输出力矩、转速以及位置的动态响应进行了仿真.仿真结果证明该大功率电动伺服系统具有精度高、响应速度快、可靠性高的优点,为之后大功率电动伺服系统的科研提供了重要的参考.

摘要： 分析了大功率电动伺服系统在整个无人机发展中的必然趋势和重要作用,介绍了矢量控制的基本原理与应用,以及永磁同步电机的相对优势,同时采用齿轮减速加滚珠丝杠传动的运动形式.分析了无人机电动舵机伺服系统各组成部分的原理,然后利用MATLAB/SIMULINK搭建伺服系统的仿真模型,采用位置环、速度环、电流环三环完成伺服系统控制,位置环采用PID控制器,速度环与电流环采用PI控制器,对舵系统的输出力矩、转速以及位置的动态响应进行了仿真.仿真结果证明该大功率电动伺服系统具有精度高、响应速度快、可靠性高的优点,为之后大功率电动伺服系统的科研提供了重要的参考.

摘要： 分析了大功率电动伺服系统在整个无人机发展中的必然趋势和重要作用,介绍了矢量控制的基本原理与应用,以及永磁同步电机的相对优势,同时采用齿轮减速加滚珠丝杠传动的运动形式.分析了无人机电动舵机伺服系统各组成部分的原理,然后利用MATLAB/SIMULINK搭建伺服系统的仿真模型,采用位置环、速度环、电流环三环完成伺服系统控制,位置环采用PID控制器,速度环与电流环采用PI控制器,对舵系统的输出力矩、转速以及位置的动态响应进行了仿真.仿真结果证明该大功率电动伺服系统具有精度高、响应速度快、可靠性高的优点,为之后大功率电动伺服系统的科研提供了重要的参考.

摘要： 分析了大功率电动伺服系统在整个无人机发展中的必然趋势和重要作用,介绍了矢量控制的基本原理与应用,以及永磁同步电机的相对优势,同时采用齿轮减速加滚珠丝杠传动的运动形式.分析了无人机电动舵机伺服系统各组成部分的原理,然后利用MATLAB/SIMULINK搭建伺服系统的仿真模型,采用位置环、速度环、电流环三环完成伺服系统控制,位置环采用PID控制器,速度环与电流环采用PI控制器,对舵系统的输出力矩、转速以及位置的动态响应进行了仿真.仿真结果证明该大功率电动伺服系统具有精度高、响应速度快、可靠性高的优点,为之后大功率电动伺服系统的科研提供了重要的参考.

摘要： 分析了大功率电动伺服系统在整个无人机发展中的必然趋势和重要作用,介绍了矢量控制的基本原理与应用,以及永磁同步电机的相对优势,同时采用齿轮减速加滚珠丝杠传动的运动形式.分析了无人机电动舵机伺服系统各组成部分的原理,然后利用MATLAB/SIMULINK搭建伺服系统的仿真模型,采用位置环、速度环、电流环三环完成伺服系统控制,位置环采用PID控制器,速度环与电流环采用PI控制器,对舵系统的输出力矩、转速以及位置的动态响应进行了仿真.仿真结果证明该大功率电动伺服系统具有精度高、响应速度快、可靠性高的优点,为之后大功率电动伺服系统的科研提供了重要的参考.

摘要： 本发明涉及一种基于零序电压冲量周期平衡的电压空间矢量脉宽调制方法。其技术方案是：以直流母线电压中点为输出电压的参考点，在三维αβγ坐标系下分析三相电压型PWM变换器输出的8个电压空间矢量的差模和共模分量；利用6个有效矢量在αβ平面上的投影来合成期望的差模输出电压，利用零矢量来实现对共模电压的抑制。该方法通过合理地分配零矢量的作用时间，使它们形成的零序电压冲量与两个有效电压空间矢量形成的零序电压冲量在一个开关周期内相互抵消，实现零序电压冲量在一个开关周期内平衡，使得共模电压在一个开关周期内总的作用效果为零，从而降低变换器输出的共模电压。

摘要： 本发明公开了一种抑制共模电压的多相两电平逆变器空间矢量脉宽调制方法，该方法包括对奇数相两电平逆变器，选择设定个数的相邻大矢量合成虚拟电压矢量；利用合成的虚拟电压矢量将基波子空间均匀划分为多个扇区，根据参考电压矢量所在的扇区，选择扇区两侧的虚拟电压矢量与零矢量合成参考电压矢量；选择方向相反的两个大矢量等占空比合成虚拟零矢量。本发明采用大矢量合成虚拟电压矢量，将CMV抑制到最小；提出的SVPWM方法通用性强，适用于任意奇数相两电平电压源型逆变器；矢量作用时间的计算过程简单，且与相数无关，大大简化了运算复杂度，在数字控制器中实现更加容易。

摘要： 本发明公开了一种用于多相电机定子缺相故障的电压空间矢量脉宽调制方法，包括以下步骤：(1)钳住故障绕组星形结点的电位；(2)构造基本电压矢量；(3)构造辅助电压非零矢量；(4)构造辅助电压零矢量；(5)计算有用基本电压矢量的作用时间；(6)设计有用基本电压矢量的最优次序。本发明的优点在于：能使定子磁链保持圆形轨迹，能抑制定子谐波电压，从而减小转矩脉动和转速脉动，同时能充分利用直流母线电压，且硬件上容易实现，可用于高可靠性的多相发电系统、多相励磁系统、多相驱动系统。

摘要： 本发明涉及一种基于零序电压冲量周期平衡的电压空间矢量脉宽调制方法。其技术方案是：以直流母线电压中点为输出电压的参考点，在三维αβγ坐标系下分析三相电压型PWM变换器输出的8个电压空间矢量的差模和共模分量；利用6个有效矢量在αβ平面上的投影来合成期望的差模输出电压，利用零矢量来实现对共模电压的抑制。该方法通过合理地分配零矢量的作用时间，使它们形成的零序电压冲量与两个有效电压空间矢量形成的零序电压冲量在一个开关周期内相互抵消，实现零序电压冲量在一个开关周期内平衡，使得共模电压在一个开关周期内总的作用效果为零，从而降低变换器输出的共模电压。

摘要： 本发明公开了一种基于空间电压矢量脉宽调制的调制方法，通过调节电压矢量的作用顺序，在同样的管子开关频率下，使输出电流纹波的频率倍增，减低了输出电流纹波的幅值。当输出电流纹波的频率上升，在相同的最大电流纹波幅值条件下，电感感值减小，但是电感阻抗保持不变，减少了电感的成本，节省了电路成本。

摘要： 本发明公开了一种能够同时控制基波和三次谐波输出的五相电压源逆变桥空间电压矢量脉宽调制算法。当基波参考电压矢量落在基波空间某一扇区时，只选取围成该扇区的两个大空间电压矢量和两个中空间电压矢量来合成基波参考电压矢量；基波空间被选中的大、中空间电压矢量在三次谐波空间却为小、中空间电压矢量，在三次谐波空间利用该小、中空间电压矢量来合成三次谐波参考电压矢量。依据平行四边形定则得到基波空间两个中空间电压矢量、两个大空间电压矢量以及适当插入的零电压矢量的作用时间。间接地使得五相永磁同步电动机定子电流基波和三次谐波电流按控制要求与转子上的基波和三次谐波永磁磁场分别作用，既提高电动机出力，又能降低定子电流峰值。

摘要： 本发明公开了一种基于空间电压矢量脉宽调制的调制方法，通过调节电压矢量的作用顺序，在同样的管子开关频率下，使输出电流纹波的频率倍增，减低了输出电流纹波的幅值。当输出电流纹波的频率上升，在相同的最大电流纹波幅值条件下，电感感值减小，但是电感阻抗保持不变，减少了电感的成本，节省了电路成本。

摘要： 本发明涉及一种混合随机空间电压矢量脉宽调制方法及基于FPGA的调制器，该方法通过两个随机变量来控制基本电压矢量的作用时间和脉冲定位，其中一个随机变量通过控制两个零矢量作用时间的分配比例来控制基本电压矢量的作用时间，另一个通过控制高电平最宽的脉冲的位置来进行脉冲定位，该调制器包括一个周期寄存器、一个死区寄存器、两组跳变时刻寄存器、一个计数及初值重装载电路、一个寄存器组切换电路和一个脉冲产生电路，通过两组跳变时刻寄存器的交替比较产生非对称的控制脉冲。本发明的调制方法和调制器能够在保证基波电压、开关次数等不变的前提下，显著降低离散集簇频谱的大的峰值，及由此导致的机械振动、声频噪声、电磁辐射等。

摘要： 本发明公开了一种能够同时控制基波和三次谐波输出的五相电压源逆变桥空间电压矢量脉宽调制算法。当基波参考电压矢量落在基波空间某一扇区时，只选取围成该扇区的两个大空间电压矢量和两个中空间电压矢量来合成基波参考电压矢量；基波空间被选中的大、中空间电压矢量在三次谐波空间却为小、中空间电压矢量，在三次谐波空间利用该小、中空间电压矢量来合成三次谐波参考电压矢量。依据平行四边形定则得到基波空间两个中空间电压矢量、两个大空间电压矢量以及适当插入的零电压矢量的作用时间。间接地使得五相永磁同步电动机定子电流基波和三次谐波电流按控制要求与转子上的基波和三次谐波永磁磁场分别作用，既提高电动机出力，又能降低定子电流峰值。

摘要： 本发明提供一种双三相电机虚拟空间电压矢量脉宽调制方法，涉及多相电机控制技术领域。构造了虚拟电压矢量和等效零电压矢量，对参考电压矢量进行合成。抑制了低次谐波电流，将共模电压的幅值降低至直流母线电压的1/6。有效的减少了电机定子铜耗和轴承电流的产生。通过优化电压矢量的作用顺序，使得在一个控制周期内每一相的开关器件只改变两次，利于数字实现。