低开关频率

摘要： 以虚拟d-q电流解耦控制方法为基础,介绍了单牵引变流器内两重化四象限脉冲整流器控制方法、同一控制器中载波移相的实现方法、不同控制器之间多重化四象限脉冲整流器载波移相的实现方式、四象限脉冲整流器开关频率较低时(小于500 Hz)的调制补偿方法。在实际大功率变流器上验证了该控制方法。证明该方法可以实现网侧电流谐波低、网侧单位功率因数高及直流侧电压恒定的控制目标。

摘要： 为降低变换器硬件成本及开关损耗,强电流大功率的轨道交通用直线感应电机及驱动系统通常需运行在低开关频率模式下。但是,传统的低开关频率控制方法经常会在引入较为严重的谐波电流和推力波动的同时放大微处理器离散化带来的影响,从而恶化观测器性能。针对该问题,该文提出一种带在线参数辨识的多步长有限集模型预测控制策略,可有效降低低开关频率下的电流谐波,同时利用高精度参数增强系统的可靠性。首先,采用目标函数带开关项的模型预测控制算法,实现了高采样频率下的低开关频率控制,并借助多步长模式成功抑制了因开关频率降低所引起的谐波含量上升等问题。其次,详细对比分析了两种方法控制下的低开关频率模式对观测器性能的影响。基于分析结果,同时考虑到轨道交通用直线感应电机中励磁电感受边端效应影响程度较深,进一步综合分析了该模型预测方法的参数敏感性并引入参数在线辨识算法,实现了低开关频率下的励磁电感的精确估计,提高了模型预测控制算法的预测精度和参数鲁棒性,降低了驱动系统的谐波含量。大量仿真和实验充分表明,所提出的方法可很好地实现低开关频率下直线感应电机励磁电感的准确跟踪,配合多步长模型预测控制算法,可对驱动系统电流谐波进行有效抑制。

摘要： 研究低开关频率运行的NPC三电平逆变器同步优化PWM方法。以常规SHEPWM和常规CHMPWM的约束原理为基础,本文提出了一种开关角连续的优化CHMPWM方法。对这三种调制方法的原理和开关角计算进行了介绍,并对调制策略的谐波特性、转矩脉动进行对比分析。研究结果表明优化方法是两种常规方法的有机结合,性能得到了优化,适用于闭环矢量控制系统。

摘要： 近年来,基于模块化多电平变换器(MMC)的电压源型高压直流输电技术得到广泛的应用。为了在不增加开关频率的情况下尽可能减小子模块电容电压波动,同时降低系统输出中的谐波含量,通过结合最近电平逼近调制(NLM)和脉宽调制(PWM)两者的优势,提出一种能够满足高压直流输电要求的混合调制策略。该方法在阶梯调制的基础上加入PWM,对误差信号进行二次调制,采用子模块单元选择法并构造电容电压平均、平衡控制和电流闭环控制,对各桥臂子模块投切状态进行实时反馈修正,使系统在较低的开关频率下仍能对子模块电容电压波动以及输出谐波含量进行有效优化,最后在MATLAB/Simulink平台上验证了该方法是有效可行的。

摘要： 介绍了目前轨道车辆三相辅助电源所用的3种脉宽调制方法,针对不同方法的基本原理、实现方式以及彼此之间的差异进行了详细说明,并使用matlab仿真工具对不同调制方法进行仿真。仿真结果表明,使用基于特定谐波消除的脉宽调制方式,在较低的载波频率下,满足输出电压的谐波要求的同时,还可以降低开关损耗,从而减小设备的体积重量,达到轨道交通设备轻量化的要求。

摘要： 近年来,基于模块化多电平变换器(MMC)的电压源型高压直流输电技术得到广泛的应用.为了在不增加开关频率的情况下尽可能减小子模块电容电压波动,同时降低系统输出中的谐波含量,通过结合最近电平逼近调制(NLM)和脉宽调制(PWM)两者的优势,提出一种能够满足高压直流输电要求的混合调制策略.该方法在阶梯调制的基础上加入PWM,对误差信号进行二次调制,采用子模块单元选择法并构造电容电压平均、平衡控制和电流闭环控制,对各桥臂子模块投切状态进行实时反馈修正,使系统在较低的开关频率下仍能对子模块电容电压波动以及输出谐波含量进行有效优化,最后在MATLAB/Simulink平台上验证了该方法是有效可行的.

摘要： 在电力牵引传动系统中,通常采用基于优化脉宽调制(PWM)的多模式调制策略,以实现牵引电机全速域的平滑运行.为解决不同调制模式间的切换冲击问题,本文首先分析了切换冲击产生的机理,其根本原因是切换前后谐波磁链出现了突变.然后以谐波磁链分析方法为基础,对优化P WM的定子磁链和谐波磁链关系进行定量分析,提出了一种基于谐波磁链偏差幅值的切换策略,只需要根据切换前后的谐波磁链偏差幅值分布情况即可选择最佳切换点.最后通过仿真和实验证明,该策略实现了不同调制模式之间的无冲击切换,且分析方法具有通用性.

摘要： 介绍了目前轨道车辆三相辅助电源所用的3种脉宽调制方法,针对不同方法的基本原理、实现方式以及彼此之间的差异进行了详细说明,并使用matlab仿真工具对不同调制方法进行仿真.仿真结果表明,使用基于特定谐波消除的脉宽调制方式,在较低的载波频率下,满足输出电压的谐波要求的同时,还可以降低开关损耗,从而减小设备的体积重量,达到轨道交通设备轻量化的要求.

摘要： 三电平中性点箝位(neutral point clamped,NPC)逆变器在中压大容量场合中广泛应用.中压开关器件的开关损耗较大,开关频率较低,采用特定谐波消除脉宽调制(selective harmonic elimination PWM,SHEPWM)可消除输出电压中大部分低次谐波,提高电流波形质量.但三电平拓扑存在中点电压偏移的问题,该调制实现中点电位调节较困难.利用注入零序电压能够实现断续脉宽调制(DPWM),注入不同的零序电压会使中点电位偏移不同.提出SHEPWM和DPWM切换策略,稳态下使用SHEPWM实现高质量电流输出,出现中点偏移时再切换到不同的DPWM实现调节.结合两者优点,在维持开关频率恒定的前提下实现高质量的稳态电流和良好的中点电位调节能力.最后,搭建2.5 MW三电平NPC逆变器仿真模型,验证所提切换策略的正确性和有效性.

摘要： 模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)应用于柔性高压直流输电(voltage sourced converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)系统时,具有功率模块数量多、桥臂电流大等特性,导致换流阀开关损耗高、开关器件散热困难.传统排序均压算法功率模块投切为随机过程,开关频率很高,难以满足实际工程需求.首先分析MMC功率模块的充放电规律,分析功率模块投切对电容电压均衡控制的影响机理;在此基础上,推导传统电压排序均压算法的开关频率上下限解析式.对现有的一种固定功率模块轮换数的低开关频率均压算法,分析开关频率和均压效果的优缺点.然后,通过推导功率模块轮换数与均压特性的关系式,提出一种改进的低开关频率均压策略.该策略在开关频率下限解析式的基础上,通过闭环控制每个控制周期功率模块轮换个数,实现MMC均压特性和开关频率的优化控制.最后,利用±350kV1000MW MMC-HVDC系统实时硬件在环(real-time hrdware in the loop,HIL)仿真测试系统,对两种低开关频率均压策略进行对比验证.

摘要： 本文研究了一种开绕组电机双端级联式五电平逆变器的结构和原理,在保留三电平逆变器诸多优点的基础上提高了输出电压,减小了谐波含量.针对该拓扑结构中存在的零序电流问题进行了分析与抑制.对比介绍了特定谐波消除PWM(SHEPWM)与电流谐波最小PWM(CHMPWM)两种同步谐波优化脉宽调制策略.对其基本原理及开关角求解过程进行了分析和研究,采用遗传算法对开关角进行极值优化求解并给出了280Hz开关频率的MATLAB仿真结果.

摘要： 本文研究了一种开绕组电机双端级联式五电平逆变器的结构和原理,在保留三电平逆变器诸多优点的基础上提高了输出电压,减小了谐波含量.针对该拓扑结构中存在的零序电流问题进行了分析与抑制.对比介绍了特定谐波消除PWM(SHEPWM)与电流谐波最小PWM(CHMPWM)两种同步谐波优化脉宽调制策略.对其基本原理及开关角求解过程进行了分析和研究,采用遗传算法对开关角进行极值优化求解并给出了280Hz开关频率的MATLAB仿真结果.

摘要： 本文研究了一种开绕组电机双端级联式五电平逆变器的结构和原理,在保留三电平逆变器诸多优点的基础上提高了输出电压,减小了谐波含量.针对该拓扑结构中存在的零序电流问题进行了分析与抑制.对比介绍了特定谐波消除PWM(SHEPWM)与电流谐波最小PWM(CHMPWM)两种同步谐波优化脉宽调制策略.对其基本原理及开关角求解过程进行了分析和研究,采用遗传算法对开关角进行极值优化求解并给出了280Hz开关频率的MATLAB仿真结果.

摘要： 本文研究了一种开绕组电机双端级联式五电平逆变器的结构和原理,在保留三电平逆变器诸多优点的基础上提高了输出电压,减小了谐波含量.针对该拓扑结构中存在的零序电流问题进行了分析与抑制.对比介绍了特定谐波消除PWM(SHEPWM)与电流谐波最小PWM(CHMPWM)两种同步谐波优化脉宽调制策略.对其基本原理及开关角求解过程进行了分析和研究,采用遗传算法对开关角进行极值优化求解并给出了280Hz开关频率的MATLAB仿真结果.

摘要： 本发明公开了一种直流偏置型正弦电流电机系统低开关频率控制方法和系统，属于交流电机驱动与控制领域。本申请中一个逆变器的输出电压矢量中，轮流采用u0(000)或u7(111)其中一种零电压矢量；相应地，在另一个逆变器输出电压矢量中，在轮流采用u0(000)或u7(111)其中一种零电压矢量的基础上，插入部分u7(111)或u0(111)矢量，实现了整个开绕组逆变器的输出零序电压为正，从而在保证电机正常调速运行的前提下，降低了每个开关周期内开关管的动作次数，减小逆变器的开关损耗，提高整个驱动系统的运行效率；本申请对奇数扇区与偶数扇区中两个零电压矢量作用时间设置互补的分配方式，保证了同一相桥臂上下开关管轮流承受电压应力，因此整个逆变器的寿命得到了提升。

摘要： 本发明公开了一种基于参数失配的低开关频率多步模型预测控制方法，包括：构建内部状态预测模型，得到dq轴和abc相电流轨迹；构建滞环约束条件约束控制abc相电流轨迹，得到预测步长Np；通过计算相应的价值函数值得到最优开关状态，得到dq轴反馈电流id(k+1)、iq(k+1)；将预测电流及反馈电流作为输入电流，得到辨识后的电感和磁链参数；将其输入到预测模型中，进行下一时刻的电流预测，实现低开关频率多步模型的预测控制。本发明可以有效地降低系统平均开关频率及消除由参数失配引起的电流静差，具有一定的参数鲁棒性，优化了控制系统的性能，算法实现简单，可靠性高，适用于电机自由运行的条件下，能够广泛的用于永磁同步电机的实际控制中。

摘要： 本发明公开一种极低开关频率下的电流源变流器特定谐波抑制方法，其特征在于：采用三相电流源型并网整流器拓扑结构，利用不对称特定谐波消除与旁路脉冲注入相结合的新型混合调制方法，主动控制输出PWM电流中的5次、7次谐波分量，对线电流中的5次、7次谐波分量进行主动补偿。这种控制策略使得大功率电流源变流器在极低开关频率下具备同时主动补偿5次、7次谐波的能力，在电网电压畸变的情况下得以有效降低线电流的低次谐波，大幅提升了系统的线电流电能质量，保证了系统的安全稳定运行。

摘要： 本发明提供一种低开关频率的三电平变流器优化脉冲控制方法。针对大功率三电平变流器系统，采用一种虚拟磁链轨迹跟踪的低开关频率控制，在兼顾变流器性能的同时降低变流器系统的开关频率，降低大功率变流器系统的开关损耗，由此提高系统效率。本发明将变流器等效为交流电机，通过变流器的虚拟磁链轨迹跟踪控制，根据虚拟定子磁链误差基于SHEPWM进行脉冲的实时调整，使得驱动波形既能基本维持优化PWM形态，又具有较快的动态响应能力。本发明能使变流器工作在低开关频率下，保证变流器的稳态与动态性能，在中高压大功率领域具有较好的应用前景。

摘要： 一种准Z源逆变器降低开关频率的模型预测控制方法，建立准Z源逆变器的系统模型，包括在非直通状态和直通状态下的系统模型；确定选择电压矢量准则，包括一种传统零矢量、六种传统有效矢量和一种直通矢量；设计代价函数；为了降低准Z源逆变器的开关频率，在代价函数中引入开关频率相关的权重项，通过调整开关频率权重项的权重因子可以降低系统的开关频率。本发明系统开关频率的降低会带来以下两点好处，第一点：减少了系统的开关频率也就是减少了系统在开关切换时刻的损耗，以此提高了整个系统的工作效率；第二点：系统的开关频率减少也意味着IGBT会有更长的使用寿命。

摘要： 本发明公开了一种低开关频率直线电机控制方法，包括以下步骤：采样处理，并处理控制指令信息，并作为输入；故障诊断和保护以及斩波控制，处理网侧和直流侧欠压过压故障、电流过流故障、速度异常故障；制动工况，当直流侧电压过高时，触发斩波控制，降低直流侧电压；电机控制状态机，根据运行状态对直线电机进行启停控制、故障保护和故障恢复、运行转差频率控制算法；脉宽调制算法，根据初级绕组电频率、调制度m，电压相位角Utheta，以及Ualfa，Ubeta，Udc执行分段同步脉宽调制算法，提供一种低开关频率直线电机控制方法，其应用时减弱直线电机控制系统对电机本体参数的依赖性，同时削弱电机法向力对磁悬浮列车的影响，扩大中低速磁悬浮列车的运行速度范围。

摘要： 本发明公开了一种低开关频率与基波频率恒整数比同步脉冲宽度频率调制法，选取电网基波作为“中继”调制波，且保持开关频率与“中继”基波频率比为恒定整数，能有效抑制相关寄生的间谐波分量，采用电网周期T/24为调制子周期实现对基波相位的线性调制，通过对“中继”基波频谱的搬迁来实现逆变器输出电压频率连续控制，即在同步调制模式下采用恒定低开关频率控制逆变器输出0Hz～100Hz电压；旨在解决交流传动系统中电机工作在恒转矩区时，存在变频器脉冲宽度调制中由于采用混合调制模式切换可能导致的过高冲击电压与冲击电流问题，尤其对超高速设计的大功率电机，其变频器的频率调节范围通常在52Hz～84Hz，有的甚至高达100Hz的额定工作频率等。

摘要： 本发明公开了一种具有低开关频率特性的预测控制指定谐波抑制开关策略，包括获取系统预测模型，以便对受控对象在未来时刻的状态进行预测；对受控对象在未来时刻的基波及各次谐波幅值进行提取；计算代价函数，并选择使代价函数最小的开关状态反馈给控制系统；在下一个采样时刻，循环上述过程，以获得完整周期的开关状态，实现控制系统对指定次谐波的抑制要求；本发明所提预测控制算法能有效抑制，其中偶次谐波基本被消除，并在保证低次谐波均被有效抑制的同时，系统开关频率最低可降至700Hz，本发明可达到与SHEPEM策略同等的效果，在降低开关频率的同时对逆变器输出波形的谐波有效抑制；并相较之可在线计算，实时性更好，能有效减轻硬件资源负担。

摘要： 本发明公开一种低开关频率并网逆变器的一体化设计方法及系统，方法包括以下步骤：构建基于谐波状态空间的输出电流谐波计算模型；基于所述模型确定L1、L2total和C的初选范围；采用粒子群算法对谐波状态空间模型的LCL滤波参数和控制参数进行一体化设计，确定滤波参数L1、L2total、C以及控制参数kp、ki和kc的取值；判断电网阻抗Lg和网侧总电感L2total的大小，如果Lg>L2total则L2total＝L2＝Lg，按照基于谐波状态空间模型的LCL滤波参数和控制参数的一体化设计过程重新对L1、C、kp、ki和kc进行优化设计，最后输出设计参数；如果Lg

摘要： 本发明公开了一种永磁同步风力发电机低开关频率代价函数给定方法，具体步骤包括：采集发电机实时数据，计算k时刻发电机转子机械角速度ωm(k)；预测k+1时刻转子机械角速度ωmb(k+1)；考虑到预测误差，对ωmb(k+1)进行误差补偿，补偿后的k+1时刻转子机械角速度预测值为ωmp(k+1)；计算转速预测参考轨迹；给定低开关频率代价函数。本发明可有效减小系统开关次数，提升系统的鲁棒性和效率。