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一种新型双三相电机空间矢量脉宽调制方法

电机与控制学报 2023年第7期27卷 86-97页

作者：孙全增张志锋刘伽沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870

针对双三相永磁同步电机驱动系统中共模电压较大的问题,提出了一种新型空间矢量脉宽调制方法。首先分析了双三相驱动系统中5次谐波电流和共模电压产生的原因;其次利用相邻三大矢量来合成虚拟电压矢量,减少5次谐波电流的产生。虚拟电压... 详细信息

针对双三相永磁同步电机驱动系统中共模电压较大的问题,提出了一种新型空间矢量脉宽调制方法。首先分析了双三相驱动系统中5次谐波电流和共模电压产生的原因;其次利用相邻三大矢量来合成虚拟电压矢量,减少5次谐波电流的产生。虚拟电压矢量和等效零电压矢量来合成参考电压矢量,所提方法将共模电压的幅值降低至直流母线电压的1/6,有效减少了轴电流的产生。同时,通过优化电压矢量的作用顺序,使得在一个开关周期内每一相的开关器件只改变两次,将不固定的状态(0或1)设计在每个开关周期的边界,DSP等数字实现较为容易。最后,通过与相邻两矢量SVPWM算法、最大四矢量SVPWM算法进行比较实验,证明了所提方法的有效性和可行性。

关键词：双三相永磁同步电机共模电压空间矢量脉宽调制虚拟电压矢量开关频率谐波电流

基于子模块电容电压允许值的MMC均压控制策略

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中国电力 2023年第1期56卷 126-131页

作者：张彬桥李成李振兴肖博文刘闯王飞三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448000

针对模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)传统子模块(sub-module,SM)均压策略存在的开关频率高、开关损耗量多、计算量大等问题,提出基于子模块电容电压允许值的均压控制策略。通过引入电容电压允许值变量,使得SM电... 详细信息

针对模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)传统子模块(sub-module,SM)均压策略存在的开关频率高、开关损耗量多、计算量大等问题,提出基于子模块电容电压允许值的均压控制策略。通过引入电容电压允许值变量,使得SM电压始终在规定的范围内运行,降低了功率器件损耗。与此同时,由于不需要每个控制周期对全部SM进行排序,进一步减少了控制策略的计算量。通过仿真结果验证了所提策略的有效性,可以显著减少单位时间内功率器件的开关次数。

关键词：模块化多电平变换器子模块电容电压均衡开关频率允许值

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开关频率对SPWM逆变器动态行为的影响

电力自动化设备 2015年第11期35卷 109-116页

作者：张金科伍小杰赵明龙王钊中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008

基于混沌分岔理论,研究了开关频率对单相正弦脉宽调制(SPWM)逆变器的影响。以基本H桥逆变器为研究对象,采用一阶离散模型分析系统的混沌行为。应用频闪映射图、分岔图和频谱图,从时域到频域详细分析了开关频率对逆变器动态性能的影响。... 详细信息

基于混沌分岔理论,研究了开关频率对单相正弦脉宽调制(SPWM)逆变器的影响。以基本H桥逆变器为研究对象,采用一阶离散模型分析系统的混沌行为。应用频闪映射图、分岔图和频谱图,从时域到频域详细分析了开关频率对逆变器动态性能的影响。通过时滞反馈控制改善了系统在中低频段的混沌状态,并结合二阶时滞模型的雅可比矩阵特征值给出了系统稳定运行的参数域。通过仿真与实验,观察了电流在不同开关频率(3 k Hz和2 k Hz)下的分岔和混沌行为。结果表明,时滞反馈控制能有效抑制低开关频率造成的混沌,当时滞系数取0.22时,控制器抑制混沌的效果最好。

关键词：开关频率 SPWM 逆变器二维分岔图混沌控制时滞反馈控制器

用于提升同相供电潮流控制器运行可靠性的开关频率动态调节方法

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中国电机工程学报 2021年第11期41卷 3923-3932页

作者：田航陈民武张迪雅王梦西南交通大学电气工程学院四川省成都市611756

同相供电潮流控制器是同相供电系统的薄弱环节,为降低系统运行与维护成本,亟待优化其可靠性。该文从物理失效机理入手,建立潮流控制器可靠性评估流程,研究潮流控制器可靠性影响因素,确定开关频率为潮流控制器可靠性优化的核心控制参数;... 详细信息

同相供电潮流控制器是同相供电系统的薄弱环节,为降低系统运行与维护成本,亟待优化其可靠性。该文从物理失效机理入手,建立潮流控制器可靠性评估流程,研究潮流控制器可靠性影响因素,确定开关频率为潮流控制器可靠性优化的核心控制参数;计及牵引负荷特性,为平滑结温,降低失效率,提出开关频率动态调节方法,在可调区间内,根据牵引负荷匹配开关频率;基于潮流控制器输出波形质量和开关损耗约束,确定开关频率取值范围,以绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块失效率单位下降比最大为目标,优化开关频率调节区间,得到最佳动态调节策略;最后以沙峪牵引变电所同相供电潮流控制器为例,结合实测数据,分析开关频率动态调节方法对同相供电潮流控制器可靠性的影响,结果表明IGBT模块失效率降低25.81%以上,验证所提方法的有效性,为潮流控制器的可靠运行与优化设计提供技术支撑。

关键词：同相供电潮流控制器可靠性结温波动开关频率谐波特性分析

混合调制并联型双频单相并网逆变器拓扑及控制方法研究

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太阳能学报 2021年第4期42卷 147-153页

作者：杨立永常奥宇刘硕北京市变频技术工程技术研究中心北京100144 北京市电力节能关键技术协同创新中心北京100144 北京电动车协同创新中心北京100144

为提高单相并网逆变器的效率和并网电流质量,提出一种混合调制双频单相并网逆变器。该逆变器的功率单元和消谐单元并联于电网的两侧,并具有各自的母线,这种结构可实现拓扑结构解耦,降低控制系统的实现难度。功率单元工作在逆变模式,采... 详细信息

为提高单相并网逆变器的效率和并网电流质量,提出一种混合调制双频单相并网逆变器。该逆变器的功率单元和消谐单元并联于电网的两侧,并具有各自的母线,这种结构可实现拓扑结构解耦,降低控制系统的实现难度。功率单元工作在逆变模式,采用低开关频率,将交流电能输送到电网。消谐单元工作在整流模式,采用高开关频率,产生消谐电流以抑制并网电流的谐波。为进一步减小开关损耗,功率单元使用单极性调制方法。为提高消谐性能和便于控制,消谐单元使用双极性调制。实验结果表明,混合调制双频单相并网逆变器能利用谐波对消原理消除并网电流谐波,可有效降低逆变器的功率器件损耗。

关键词：逆变器脉宽调制损耗开关频率电流谐波抑制

一种改进的T型三电平逆变器序列模型预测控制策略

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电工技术学报 2024年

作者：田亚卓刘辰伟张勇军肖雄北京科技大学工程技术研究院北京科技大学高效轧制与智能制造国家工程研究中心

为解决T型三电平逆变系统多控制目标模型预测控制权重系数设计困难的问题，该文提出一种基于串联-并联混合结构的改进序列模型预测策略。该策略以序列模型预测控制为基础，结合对共模电压和开关频率的控制需求，构建包含多控制目标的改... 详细信息

为解决T型三电平逆变系统多控制目标模型预测控制权重系数设计困难的问题，该文提出一种基于串联-并联混合结构的改进序列模型预测策略。该策略以序列模型预测控制为基础，结合对共模电压和开关频率的控制需求，构建包含多控制目标的改进代价函数。基于对各控制目标优先级的充分考虑，设计一种串联-并联混合结构，采用并联结构同步优化具有相似优先级的目标，串联结构顺序控制不同优先级的目标，从而避免了权重系数设计。实验结果验证了此策略具有良好的动静态性能，并能有效抑制共模电压和降低平均开关频率。

关键词：模型预测控制多控制目标三电平权重系数共模电压开关频率

基于模拟二阶Sigma-Delta调制D类功放数学模型

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电源学报 2024年

作者：盛学锐王昭君张昌上海船舶电子设备所水声对抗技术重点实验室

针对模拟二阶sigma-delta调制的D类功放电路，构建了连续域数学模型及其离散化时域迭代数学模型。针对功放电路推导了连续域数学模型，数学模型表明二阶sigma-delta调制电路原理为基于正反馈的自激振荡，从而实现输出开关信号。由于连... 详细信息

针对模拟二阶sigma-delta调制的D类功放电路，构建了连续域数学模型及其离散化时域迭代数学模型。针对功放电路推导了连续域数学模型，数学模型表明二阶sigma-delta调制电路原理为基于正反馈的自激振荡，从而实现输出开关信号。由于连续域数学模型仅可计算自激振荡频率，因此对对连续域数学模型进行离散化处理，得到离散化时域迭代数学模型。该模型可计算任意输入信号时的开关频率值，并分析了二阶sigma-delta调制电路的稳定性条件。最终实验验证结果表明基于数学模型计算的开关频率理论值和实验值误差不超过14%，验证了该数学模型的正确性。

关键词：二阶sigma-delta调制 D类功放数学模型开关频率

基于变频控制策略的同相供电装置可靠性优化方法

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西南交通大学学报 2020年第1期55卷 9-17页

作者：陈民武田航宋雅琳陈玲西南交通大学国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心四川成都611756 西南交通大学电气工程学院四川成都611756

同相供电技术能有效解决牵引供电系统普遍存在的过分相问题和电能质量问题.为了保障同相供电系统的安全可靠运行,作为系统的核心设备,同相供电装置的可靠性优化研究至关重要.针对同相供电装置特殊的变流器拓扑结构,建立可靠性评估模型,... 详细信息

同相供电技术能有效解决牵引供电系统普遍存在的过分相问题和电能质量问题.为了保障同相供电系统的安全可靠运行,作为系统的核心设备,同相供电装置的可靠性优化研究至关重要.针对同相供电装置特殊的变流器拓扑结构,建立可靠性评估模型,分析了牵引负荷特性及主要电气参数对装置可靠性的影响机理;建立以功率模块失效率最低为目标的变频控制优化模型,采用遗传-粒子群混合算法,得到了最优变频控制策略.研究表明:改变不同负荷区段内变流器的开关频率,可以有效降低功率元件失效率.最后以山西中南部铁路应用的工程样机为例,基于实测数据和对比分析,表明在变频控制策略下,装置寿命可增加20.90%,可靠度增长率最大可达到54.17%,证明了变频控制策略可以有效提高装置可靠性.

关键词：同相供电可靠性开关频率变频控制策略平滑结温

基于三相逆变器变开关频率和变直流母线电压的PMSM控制

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电力科学与技术学报 2024年第1期39卷 225-233,284页

作者：杨红杨帆杨汝广州大学机械与电气工程学院广东广州510006 广州大学电子与通信工程学院广东广州510006

针对三相电压源逆变器应用固定开关频率和额定直流母线电压的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)驱动方式时存在直流电压利用率低、绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar tran⁃sistors,IGBT)损耗较高... 详细信息

针对三相电压源逆变器应用固定开关频率和额定直流母线电压的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)驱动方式时存在直流电压利用率低、绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar tran⁃sistors,IGBT)损耗较高的缺点,建立永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)和基于输出周期的IGBT损耗控制模型,在此基础上以输出电流质量为约束条件,以开关频率和直流母线电压为约束变量,应用猫鼬优化算法获得基于输出周期的IGBT损耗最优的开关频率和直流母线电压。对所提出的策略进行仿真和实验,通过比较输出电流总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)、电流波形、IGBT损耗和结温等验证所提策略在保证控制系统性能的条件下降低三相电压源逆变器损耗,增加三相电压源逆变器的可靠性。

关键词： IGBT损耗三相电压源逆变器开关频率直流母线电压猫鼬优化算法