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基于开关时刻修正的多模式调制切换策略

电工技术学报 2022年第5期37卷 1171-1180页

作者：苑国锋沈阳北方工业大学电气与控制工程学院北京100144 变频技术北京市工程研究中心北京100144

电力牵引传动系统通常采用多模式调制策略。为了解决调制模式之间切换产生的电流和转矩冲击问题,该文对调制模式切换引起的定子磁链偏差进行研究,提出一种通用多模式调制切换策略。该策略通过分析改变开关时刻对两相静止坐标系下定子磁... 详细信息

电力牵引传动系统通常采用多模式调制策略。为了解决调制模式之间切换产生的电流和转矩冲击问题,该文对调制模式切换引起的定子磁链偏差进行研究,提出一种通用多模式调制切换策略。该策略通过分析改变开关时刻对两相静止坐标系下定子磁链的影响,计算出各相开关时刻的补偿幅度对定子磁链偏差进行补偿,从而实现多模式调制的平滑切换。该策略直接对定子磁链偏差进行补偿,不受具体调制方式和电机参数约束,可实现任意时刻无冲击切换。仿真和实验验证了定子磁链偏差补偿策略的通用性和有效性。

关键词：多模式调制转矩冲击切换方法定子磁链偏差开关时刻修正

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基于脉冲插入方法的多模式调制切换策略

中国电机工程学报 2022年第8期42卷 2969-2978页

作者：苑国锋张贵沈阳张虎变频技术北京市工程研究中心(北方工业大学) 北京市石景山区100144

大功率牵引传动系统通常开关频率低,在全速运行范围内采用多模式调制策略优化电流波形。为解决多模式调制切换过程中出现的电流冲击和转矩波动,该文对切换过程中电机定子磁链进行研究,提出一种基于脉冲插入方法的多模式调制切换策略。... 详细信息

大功率牵引传动系统通常开关频率低,在全速运行范围内采用多模式调制策略优化电流波形。为解决多模式调制切换过程中出现的电流冲击和转矩波动,该文对切换过程中电机定子磁链进行研究,提出一种基于脉冲插入方法的多模式调制切换策略。所提策略通过脉冲插入精确补偿切换过程的定子磁链矢量偏差,确保控制切换前后的定子磁链轨迹连续,从而实现定子磁链轨迹的无差跟踪和调制模式的平滑切换。所提方法可在任意采样点实现切换,不依赖具体的电机参数和调制模式,具有良好的通用性。仿真和实验结果验证所提策略的正确性和有效性。

关键词：多模式调制脉冲插入磁链重构定子磁链矢量偏差补偿

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一种基于磁链偏差矢量的多模式调制切换策略

中国电机工程学报 2022年第11期42卷 4162-4169页

作者：褚艳红周明磊董士帆王琛琛王彬北京交通大学电气工程学院北京市海淀区100044 中车永济电机有限公司山西省永济市044502

在大功率牵引传动系统中,由于受到逆变器最高开关频率的限制,在全速度范围内一般采用多模式调制。不同调制方式之间的平滑切换对于整个系统的平稳运行有重要影响。文中针对以交流电机为负载的牵引逆变器提出一种基于磁链偏差矢量的多模... 详细信息

在大功率牵引传动系统中,由于受到逆变器最高开关频率的限制,在全速度范围内一般采用多模式调制。不同调制方式之间的平滑切换对于整个系统的平稳运行有重要影响。文中针对以交流电机为负载的牵引逆变器提出一种基于磁链偏差矢量的多模式切换策略,该方法以切换前后电机转矩冲击最小化为目标,只需要切换时刻的调制比信息即可对任意两种同步调制在不同相位切换前后的定子磁链偏差矢量进行快速计算,并结合多模式调制的实现方式选择偏差矢量幅值最小的最优相位进行切换。该方法在实现切换过程转矩脉动最小的基础上间接实现了电流冲击的优化,避免了复杂的计算和分析,具有非常好的通用性。仿真和实验结果验证了该切换策略的实用性。

关键词：低开关频率切换策略多模式调制磁链偏差矢量

基于TSPWM的电动汽车电机驱动系统多模式调制策略研究

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电工技术学报 2023年

作者：夏衍孙立鹏李军伟李强陆海峰潍柴动力股份有限公司清华大学电机工程与应用电子技术系山东理工大学交通与车辆工程学院

在电动汽车电驱动系统中，逆变器中的高频开关动作是产生开关损耗影响逆变器效率的主要因素。特别是为适应驱动电机高速化的趋势，不得不采用较高的开关频率，从而在低速时产生不必要的开关损耗，使逆变器效率偏低。因此，本文提出了一... 详细信息

在电动汽车电驱动系统中，逆变器中的高频开关动作是产生开关损耗影响逆变器效率的主要因素。特别是为适应驱动电机高速化的趋势，不得不采用较高的开关频率，从而在低速时产生不必要的开关损耗，使逆变器效率偏低。因此，本文提出了一种基于TSPWM（Tri-Sate PWM，三状态脉宽调制）的多模式调制策略来减少逆变器的开关损耗，提高全工况范围的逆变器效率。根据工况动态改变调制模式：在不同转速下采取变载频分段异步TSPWM调制；根据电机的相电流幅值动态地改变TSPWM不连续调制的箝位模式，使电流幅值较大的相保持在箝位状态以减小损耗。为了解决不同模式切换时相位突变导致电流或转矩冲击的问题，提出了一种基于载波周期角度计算的电压矢量相位补偿算法，通过精确分析调制模式改变时刻对电压矢量角的影响，计算出切换后的补偿角度对空间电压矢量角进行补偿，从而实现不同模式的平滑切换。最后，通过算法仿真和电机实验验证了所提策略的有效性。结果表明，采用基于TSPWM的多模式调制策略的电机驱动系统，其逆变器效率得到了显著提升且具有较小的共模电压。

关键词： TSPWM 多模式调制分段变载波比调制共模电压电机驱动电动汽车

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基于SHEPWM的多模式调制切换策略研究

铁道学报 2014年第1期36卷 34-39页

作者：周明磊李强游小杰王琛琛王剑北京交通大学电气工程学院北京100044 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

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,... 详细信息

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。

关键词：低开关频率多模式调制特定次谐波消除切换策略

牵引逆变器多模式分段同步调制算法FPGA程序设计与实现

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电工技术学报 2019年第20期34卷 4314-4322页

作者：韩坤宋玉明余彬蒋威冯晓云西南交通大学电气工程学院成都610031 中国铁道科学研究院机车车辆所北京100081

大功率牵引传动系统具有低开关频率的特点,在列车运行全速域范围内,牵引逆变器广泛采用多模式调制算法。该文给出了一种基于特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的多模式调制算法,并加入切换控制算法以保证不同模式之间平滑切换。然后,给出... 详细信息

大功率牵引传动系统具有低开关频率的特点,在列车运行全速域范围内,牵引逆变器广泛采用多模式调制算法。该文给出了一种基于特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的多模式调制算法,并加入切换控制算法以保证不同模式之间平滑切换。然后,给出该算法基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的详细设计方案,分析顶层设计逻辑和通信方法。最后,搭建基于DSP(TMS320F28335)+FPGA(SPARTAN XC3S400)为控制器的RT-LAB半实物实验平台,对该多模式调制算法进行了半实物实验研究,并给出多模式调制算法的FPGA实现设计方案。半实物实验结果验证了该算法的正确性和FPGA设计方案的可行性。

关键词：多模式调制牵引逆变器特定次谐波消除脉宽调制 FPGA 程序设计平滑切换

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基于谐波磁链偏差的多模式调制切换策略研究

电工电能新技术 2021年第8期40卷 43-50页

作者：周亮苏和鹏韩金洋海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033 92730部队82分队海南三亚572016

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... 详细信息

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PWM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。

关键词：低开关频率电力牵引优化PWM 多模式调制切换策略

基于多模式脉宽调制的100%低地板车牵引控制策略

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电工电能新技术 2013年第1期32卷 60-64页

作者：赵明花董侃赵雷廷刁利军北京交通大学电气工程学院北京100044 长春轨道客车股份有限公司研发中心吉林长春130062

针对100%低地板车独立轮对的控制特点,提出了一套基于多模式脉宽调制的牵引控制策略。针对不同频段下牵引电机的特性,分别设计了调制算法和牵引控制策略,并进行了详细的分析与论证。以长春100%低地板车为实验平台进行了现场实验,结果证... 详细信息

针对100%低地板车独立轮对的控制特点,提出了一套基于多模式脉宽调制的牵引控制策略。针对不同频段下牵引电机的特性,分别设计了调制算法和牵引控制策略,并进行了详细的分析与论证。以长春100%低地板车为实验平台进行了现场实验,结果证明了本文所提出的控制策略在全速度范围内都能获得良好的性能。

关键词： 100%低地板车独立轮对多模式调制牵引控制

基于定子磁链矢量偏差的多模式SHEPWM切换策略研究

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电机与控制学报 2022年第4期26卷 139-148页

作者：苑国锋沈阳北方工业大学变频技术北京市工程研究中心北京100144 北方工业大学北京市电力节能关键技术协同创新中心北京100144

针对电力机车牵引系统在全速度范围运行应用多模式脉宽调制技术时,不同调制模式切换过程会产生转矩和电流冲击的问题,通过研究不同特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)模式下的定子磁链矢量偏差与输出转矩冲击之间的关系,提出一种基于定子磁... 详细信息

针对电力机车牵引系统在全速度范围运行应用多模式脉宽调制技术时,不同调制模式切换过程会产生转矩和电流冲击的问题,通过研究不同特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)模式下的定子磁链矢量偏差与输出转矩冲击之间的关系,提出一种基于定子磁链矢量偏差的SHEPWM最优切换点选择策略。在论述稳态定子磁链轨迹与调制度之间关系的基础上,给出依据开关序列对调制模式切换前后定子磁链矢量进行离线重构的方法,并以此为依据计算不同切换点处的定子磁链矢量偏差,通过对比定子磁链矢量的角度偏差和幅值偏差选择出最优切换点。该方法不需要复杂的理论计算过程,不受具体调制方式与电机参数影响,简化了调制模式的切换算法。仿真和实验验证了最优切换点选择策略的通用性和有效性。

关键词：牵引系统多模式调制转矩冲击定子磁链矢量调制度最优切换点