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基于svpwm调制的三段式算法研究

电力系统保护与控制 2016年第6期44卷 68-75页

作者：陆原胡丙辉张军伟高祺河北大学电子信息工程学院河北保定071002

在三相逆变中,传统的svpwm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,其复杂的计算降低了控制系统的实时性要求。提出了一种svpwm三段式调制及其计算方法和实现方法,其优点是简化了传统svpwm调制... 详细信息

在三相逆变中,传统的svpwm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,其复杂的计算降低了控制系统的实时性要求。提出了一种svpwm三段式调制及其计算方法和实现方法,其优点是简化了传统svpwm调制的繁琐计算,仅通过查表和简单乘法计算可完成调制。扇区的判断和逆变桥驱动波生成由组合逻辑实现。调制和驱动波可由硬件实现,也可由软件实现。对设计原理及要求做了说明,并对svpwm三段式调制做了Simulink仿真和电路实验。通过分析、仿真和实验,证明了svpwm三段式调制及其计算方法是可行的。

关键词： svpwm调制三段式算法三相逆变 Simulink仿真总谐波(THD)

浅析电流型trans-准Z源逆变器的优化svpwm调制策略

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中国设备工程 2021年第10期 116-118页

作者：唐心柳翁创业武汉地铁集团有限公司湖北武汉430030

为减少电流型trans-准Z源逆变器输出电流波形总谐波畸变率,提出了一种新的优化svpwm调制策略。该策略将电流型trans-Z源逆变器降压状态一个开关周期分为13个时间块,并对电流矢量进行拓展,增加了6种开路零矢量,通过定义每个扇区内开路零... 详细信息

为减少电流型trans-准Z源逆变器输出电流波形总谐波畸变率,提出了一种新的优化svpwm调制策略。该策略将电流型trans-Z源逆变器降压状态一个开关周期分为13个时间块,并对电流矢量进行拓展,增加了6种开路零矢量,通过定义每个扇区内开路零状态和短路零状态的时间,以及将短路零状态、开路零状态、有效状态1、有效状态2这4种状态进行合理分布,减小直流侧电感电流纹波,提升输出电流波形质量,保证降压状态时每两个不同的状态之间转换时只有一个开关动作。仿真结果表明,在开路占空比为0.25时输出波形总谐波畸变率为3.5%,较传统交替对称序列减少了36%。

关键词：电流源 trans-准Z源逆变器 svpwm调制优化设计

基于神经网络的svpwm调制信号的仿真研究

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信息与电脑（理论版） 2013年第6期 18-19页

作者：吕宏丽叶双唐山学院信息工程系

svpwm控制系统调制信号的获得需要进行大量运算,导致系统实时性变差。文章介绍利用BP神经网络实现svpwm的调制信号的方法。在MATLAB/Simulink软件平台上,构建了神经网络仿真模型,仿真结果表明基于BP神经网络实现svpwm控制系统调制信号... 详细信息

svpwm控制系统调制信号的获得需要进行大量运算,导致系统实时性变差。文章介绍利用BP神经网络实现svpwm的调制信号的方法。在MATLAB/Simulink软件平台上,构建了神经网络仿真模型,仿真结果表明基于BP神经网络实现svpwm控制系统调制信号的正确性和可行性。

关键词：调制信号 svpwm调制神经网络软件平台仿真模型仿真结果系统实时性隐含层控制系统网络

宽变频三相Buck整流器不平衡控制策略研究

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宽变频三相Buck整流器不平衡控制策略研究

作者：汪嘉炜西南交通大学

学位级别：硕士

近年来,飞机交流电源系统的迅速发展使得具有功率因数校正功能的PWM整流器获得广泛应用。三相Buck整流器具有更宽的输出电压调节范围、动态响应迅速、直流电流可控、可靠的短路限流能力以及易并联提升容量等三相Boost整流器不具备的特性... 详细信息

近年来,飞机交流电源系统的迅速发展使得具有功率因数校正功能的PWM整流器获得广泛应用。三相Buck整流器具有更宽的输出电压调节范围、动态响应迅速、直流电流可控、可靠的短路限流能力以及易并联提升容量等三相Boost整流器不具备的特性,越来越受到人们重视。在实际供电系统中,各种因素会不可避免地造成三相输入电压不平衡。如果沿用平衡条件下的控制方式,则会造成整流器交流侧输入电流谐波含量高,畸变严重,直流侧输出电压含有大量偶次非特征电压分量,纹波过大,甚至会引发系统故障。为了确保三相Buck整流器在输入不平衡时的稳定、可靠运行,保证整流器良好的输入、输出性能,针对输入不平衡时的三相Buck整流器开展研究具有重要的理论和现实意义。本文以三相Buck整流器为研究对象,详细分析了其拓扑结构和工作原理。在此基础上,建立了其在三相a-b-c静止坐标系下的不同数学模型,得到适用于三相Buck整流器控制系统动、静态特性分析及控制器设计的开关周期平均模型。研究了三相Buck整流器的一种12扇区对称五段式svpwm调制,详细分析了其工作原理和实现方式。针对svpwm技术的过调制现象,详细分析了其对三相Buck整流器的影响。在此基础上,提出一种过调制抑制算法,从稳态和动态两方面保证三相Buck整流器在全工况下工作在线性调制区。重点研究了三相Buck整流器在宽变频工况下的不平衡控制策略。利用开关函数矩阵以及正负序分解的分析方法,确定了三相输入电压不平衡时直流输出电压中偶次谐波产生的机理。在此基础上,以消除直流输出中的谐波和获得高质量输入电流为目的,提出了一种具有不平衡抑制效果的开关函数计算方式,通过合理的数学处理消除了输入电压频率对控制系统的影响,使控制策略适用于宽变频工况。从svpwm技术和软件算法设计两方面介绍了该控制策略在数字系统中的一种实现途径,并简要阐述了不平衡度对整流器最大直流输出电压的影响。最后,对三相Buck整流器的功率器件应力和交流侧LC滤波器、直流侧电感、输出电容等参数进行了计算,完成三相Buck整流器的软硬件设计,搭建了一台1500W三相Buck整流器原理样机,通过实验验证了过调制抑制算法和不平衡控制策略的有效性和可行性。

关键词：三相Buck整流器周期平均模型 svpwm调制三相不平衡宽变频输入

航空变频三相Buck整流器的数字控制与实现

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航空变频三相Buck整流器的数字控制与实现

作者：梁羽潇电子科技大学

学位级别：硕士

多电飞机以其高燃油效率、高可靠性、低维护成本等优势,逐渐在现代航空工业中占据主导地位。三相Buck整流器作为将航空变频发电机中交流电能变换为直流电能的关键设备,具有非常重要的研究价值。伴随着机载设备的升级,大量非线性负载的... 详细信息

多电飞机以其高燃油效率、高可靠性、低维护成本等优势,逐渐在现代航空工业中占据主导地位。三相Buck整流器作为将航空变频发电机中交流电能变换为直流电能的关键设备,具有非常重要的研究价值。伴随着机载设备的升级,大量非线性负载的引入了更多的谐波,使得用电设备对电网质量的要求更高,业界开始采用带功率因数校正(PFC)技术的整流器来降低输入电流总谐波失真(THD)。然而受限于电子元件、调制技术以及控制技术等因素,采用高频数字控制技术的航空变频三相Buck整流器技术仍由国外大公司掌握,存在“卡脖子”的风险,一旦相关企业断供,我国航空产业将遭受重大损失。为此,本文就高性能的航空变频三相Buck整流器的关键技术开展研究,重点突破其高频控制技术。具体研究内容如下:首先,本文选取两级式结构实现三相Buck整流器。对前级三相Buck型PFC整流器的工作原理进行了详细分析并对进行了数学建模,从三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下建立了三相Buck整流器的数学模型,给出了其等效电路模型和控制框图。对后级隔离半桥变换器的工作原理进行了分析,并推导了变压器的线圈匝数比。基于上文建立的数学模型,设计了适用于高开关频率下的硬件电路。推导了主拓扑中的输入LC滤波器、共模滤波器和输出LC滤波器的器件参数,设计了微处理器模块电路、驱动电路、采样及信号调理电路、电源电路、保护电路等硬件电路,并给出了软件控制算法的流程。在设计的硬件电路基础上,设计了三相Buck整流器的数字化控制系统。基于十二扇区五段式的空间矢量调制(svpwm)调制策略,推导了各扇区内部的基本电流矢量大小和矢量作用时间。基于间接电流控制技术,设计了对应的直流电压外环、直流电流内环控制器,并推导了数字化的控制系统方程组。在MATLAB/Simulink平台上搭建了相应的仿真模型,仿真结果验证了设计的控制系统在宽变频范围内(50Hz～400Hz)实现5%以下输入电流THD的和>0.99的功率因数(PF)。基于设计的硬件电路方案和仿真模型,搭建了一台750W实验样机,并在不同输入电压频率下进行了实验,实验结果验证了本文设计的控制算法的有效性。

关键词：三相Buck整流器双闭环控制 svpwm调制

基于STM32F302CBT6的三相全桥PFC设计实现

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基于STM32F302CBT6的三相全桥PFC设计实现

作者：孙志举吉林大学

学位级别：硕士

现今时代,伴随科技的进步与环保意识的提高,人们必然对能源的利用率有着精益求精的要求。而电能作为二十一世纪主要的能源,电能的节约必然是能源节约的主题部分,据此,功率因数补偿技术作为提高电能实用效率,降低电网污染的有效手段,其... 详细信息

现今时代,伴随科技的进步与环保意识的提高,人们必然对能源的利用率有着精益求精的要求。而电能作为二十一世纪主要的能源,电能的节约必然是能源节约的主题部分,据此,功率因数补偿技术作为提高电能实用效率,降低电网污染的有效手段,其光明的发展前景和市场未来不言而喻。本文设计的三相全桥PFC（Power Factor Correction）电路可以有效提高功率因数,主要工作是基于STM32F302CBT6的MCU芯片设计实现三相全桥PFC电路,并使用IPM（Intelligent Power Module）芯片代替独立的六个开关管。使用STM32芯片在实际应用中有着良好的可替代性和成本优势,而相比于传统电路使用六个独立IGBT,IPM芯片有着控制简单,自带保护,体积小等优势。本文简明地介绍了功率因数补偿技术的发展历程,分析个多种拓扑结构,讨论了各种结构的PFC电路的优缺点。论述了三相PFC技术的运行原理,设计了基于STM32F302CBT6的三相全桥PFC,建立了可靠的数学模型,完成了（abc）-＞（αβ）-＞（dq）的坐标转换和解耦控制的数学推导。并采用了svpwm调制算法原理和双闭环控制方法,论述了三相同步旋转坐标系锁相环运行过程。本文基于STM32F302CBT6和IPM核心硬件设计并实现了相关硬件电路,给出了参数设计指导原则,并使用Matlab/Simulink构建了系统模型进行仿真分析,又对此功率因数补偿电路做了相关实验检测,仿真和实验结果验证了PFC电路的价值和本文设计系统的有效性。

关键词：三相全桥PFC 双闭环控制 svpwm调制系统设计建模分析

水利设备中二极管钳位型五电平逆变器优化均压算法研究

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水利建设与管理 2022年第8期42卷 56-61页

作者：方丽莒南县岭泉水利服务中心山东莒南276621

如何利用高压大功率变换装置降低水利设备单位产值能耗已成为当前亟待解决的重要问题。在新型高压大功率变换装置中,多电平变换器凭借其突出的性能而被广泛研究。二极管钳位型五电平相对三电平具有诸多优势,但其存在直流侧电容电压均压... 详细信息

如何利用高压大功率变换装置降低水利设备单位产值能耗已成为当前亟待解决的重要问题。在新型高压大功率变换装置中,多电平变换器凭借其突出的性能而被广泛研究。二极管钳位型五电平相对三电平具有诸多优势,但其存在直流侧电容电压均压困难的问题。本文在现有的研究成果基础上,针对不同七段式矢量序列对于直流侧电容电压的调节作用,采用了一种高低调制比不相同的新型均压控制策略,解决了二极管钳位型五电平逆变器均压困难的问题。通过仿真与实验表明,新型svpwm均压算法具有良好的均压能力,性能优异,值得推广应用。

关键词：二极管钳位型五电平电容均压 svpwm调制矢量序列

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基于双电压环控制的三相svpwm逆变设计

电子测量与仪器学报 2019年第3期31卷 161-167页

作者：徐振方王雷胡丙辉河南工业大学电气工程学院郑州450000 河南汇德电气有限公司郑州450000

空间矢量脉宽调制(svpwm)逆变技术在DC-AC变换中应用非常广泛,针对闭环控制系统结构复杂和传统svpwm调制算法涉及大量运算致使控制系统实时性降低的情况,提出了一种三相svpwm无源逆变电压双闭环控制方案,并对系统的控制原理,软件算法和... 详细信息

空间矢量脉宽调制(svpwm)逆变技术在DC-AC变换中应用非常广泛,针对闭环控制系统结构复杂和传统svpwm调制算法涉及大量运算致使控制系统实时性降低的情况,提出了一种三相svpwm无源逆变电压双闭环控制方案,并对系统的控制原理,软件算法和实验电路做了详细分析。通过对该模型进行了Simulink仿真验证,并在基于TMS320F2808的三相逆变平台上完成了实验,仿真及实验结果表明,该方案结构简单,容易实现,输出幅值和频率均稳定可调,动态响应时间段和输出电压总谐波畸变率(THD)低等优点,并具有良好的动态性能和控制效果。

关键词： svpwm调制 TMS320F2808 三相逆变 Simulink仿真数字化控制

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永磁同步电机矢量控制系统仿真实验设计

实验技术与管理 2020年第1期37卷 126-131页

作者：周晓华蓝会立王晨张银杨叙廖凤依吴国强广西科技大学电气与信息工程学院广西柳州545616

利用Matlab/Simulink仿真平台建立了永磁同步电机的电流滞环跟踪调制矢量控制系统和svpwm调制矢量控制系统的仿真模型,给出了相关模型参数。针对永磁同步电机负载起动、参考转速变化、负载转矩变化等情形,开展了两种永磁同步电机矢量控... 详细信息

利用Matlab/Simulink仿真平台建立了永磁同步电机的电流滞环跟踪调制矢量控制系统和svpwm调制矢量控制系统的仿真模型,给出了相关模型参数。针对永磁同步电机负载起动、参考转速变化、负载转矩变化等情形,开展了两种永磁同步电机矢量控制系统的仿真实验教学。实验结果与理论推导一致,验证了所建立仿真模型的正确性。

关键词：永磁同步电机矢量控制电流滞环跟踪调制 svpwm调制仿真实验