基于单一矢量的两电平逆变器快速模型预测控制 被引量：17

1

作者 陈琢 王琛琛 成前 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第S02期654-664,687,共12页

近年来被广泛应用于两电平逆变器(2L-VSI)控制的有限集模型预测控制(FCS-MPC)算法,由于存在计算量大、权重因子分配复杂等问题,严重限制了其实用性。该文结合无差拍控制思想提出一种基于单一矢量的快速模型预测控制(F-MPC)算法,与传统FC... 近年来被广泛应用于两电平逆变器(2L-VSI)控制的有限集模型预测控制(FCS-MPC)算法,由于存在计算量大、权重因子分配复杂等问题,严重限制了其实用性。该文结合无差拍控制思想提出一种基于单一矢量的快速模型预测控制(F-MPC)算法,与传统FCS-MPC需要8次预测才能得到最优矢量相比,该算法只需1次预测和矢量定位即可确定最优矢量,在大幅度降低计算量的同时保证了与FCS-MPC在两种单一电流控制代价函数形式下的等价性。在此基础上,当两电平逆变器的开关频率和电流一起作为控制目标时,该算法通过简单地调整滞环区域宽度解决了权重因子分配复杂的问题。该文从稳态、动态性能等方面对F-MPC和FCS-MPC算法进行单一控制目标下的等价性验证;同时验证了F-MPC算法的多变量控制能力。仿真和实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 有限集模型预测控制 两电平逆变器 无差拍控制 多控制目标

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基于Bessel函数的两电平逆变器TCPWM输出频谱特性分析 被引量：5

2

作者 洪欣雨 朱长青 +2 位作者 安树 廖梓柔 赵友诚 《智慧电力》 北大核心 2021年第9期95-102,共8页

提出了基于第一类整数型线性相关Bessel函数解的三角复合函数单边无穷级数表示方法。首先阐述了传统谐波理论分析原理与局限性;随后基于广义二项式定理给出高次初等三角函数Maclaurin展开式,利用Bessel等效幂函数特点对复合函数进行等... 提出了基于第一类整数型线性相关Bessel函数解的三角复合函数单边无穷级数表示方法。首先阐述了传统谐波理论分析原理与局限性;随后基于广义二项式定理给出高次初等三角函数Maclaurin展开式,利用Bessel等效幂函数特点对复合函数进行等价变化,得出输出谐波的简化表达式;最后分析比较了单相半桥与三相两电平逆变器在TCPWM方式下的输出频谱特性,并使用Matlab进行仿真,在验证了理论正确性的同时,填补了PWM逆变电路输出特性分析领域理论支撑的空白。 展开更多

关键词 BESSEL函数 二项式定量 TCPWM 两电平逆变器 谐波 频谱特性

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基于逆变器多模态输出电压的IGBT微小故障特征提取 被引量：2

3

作者 朱琴跃 李姚霖 +2 位作者 谭喜堂 魏伟 李爱华 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期65-79,共15页

针对逆变器IGBT模块发生微小故障引起特征信号变化,相较于电路正常运行信号十分微弱、难以检测的问题,提出一种通过采样逆变器端口输出电压来提取IGBT微小故障特征参数的方法。方波控制策略下,逆变器输出电压包含稳态和暂态两种工作模态... 针对逆变器IGBT模块发生微小故障引起特征信号变化,相较于电路正常运行信号十分微弱、难以检测的问题,提出一种通过采样逆变器端口输出电压来提取IGBT微小故障特征参数的方法。方波控制策略下,逆变器输出电压包含稳态和暂态两种工作模态,可进一步划分为6个暂态模态和6个稳态模态,因此利用Elman神经网络完成工作模态划分。暂态工作模态中,通过将开关状态下的逆变器等效成二阶系统,完成系统的参数辨识;基于此提出一种输出电压原始数据和系统辨识参数相融合的方法,提取二阶系统的超调量、峰值时间以及暂态电压斜率作为暂态故障特征参数,既降低了实际系统原始数据噪声的干扰,又避免了等效二阶系统参数辨识误差对故障特征提取效果的影响。仿真和实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 两电平逆变器 IGBT微小故障 模态划分 ELMAN神经网络 特征参数提取 原始数据与辨识参数融合

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采用混合电压矢量预选和参考电压预测的逆变器共模电压尖峰消除方法 被引量：14

4

作者 郭磊磊 金楠 许烈 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期5167-5176,共10页

近年来,模型预测控制被广泛应用于两电平电压源逆变器以实现共模电压抑制。然而,常规的模型预测共模电压抑制方法存在计算量大、受死区影响等问题。为此,提出一种改进的可消除共模电压尖峰的两电平电压源逆变器预测电流控制方法。首先,... 近年来,模型预测控制被广泛应用于两电平电压源逆变器以实现共模电压抑制。然而,常规的模型预测共模电压抑制方法存在计算量大、受死区影响等问题。为此,提出一种改进的可消除共模电压尖峰的两电平电压源逆变器预测电流控制方法。首先,该文采用无差拍控制的思想计算参考电压矢量,并建立基于电压矢量的目标函数,以实现预测电流控制,并简化控制算法。其次,详细研究可消除共模电压尖峰的电压矢量预选方法,包括死区影响分析和电流纹波影响分析等,并基于该分析结果提出一种可完全消除共模电压尖峰的混合电压矢量预选方法。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 两电平电压源逆变器 模型预测控制 共模电压抑制 参考电压矢量 死区

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基于小波分析的动车组牵引逆变器故障诊断研究 被引量：3

5

作者 贾建坤 《中国铁路》 2023年第8期117-125,共9页

牵引逆变器作为动车组电力牵引传动系统实现能量转化的重要部件,其工作性能直接影响动车组运行安全。因此,对动车组牵引逆变器进行故障诊断研究具有重大意义。针对牵引逆变器在不同故障模式下电流输出波形变化小、故障检测难等问题,提... 牵引逆变器作为动车组电力牵引传动系统实现能量转化的重要部件,其工作性能直接影响动车组运行安全。因此,对动车组牵引逆变器进行故障诊断研究具有重大意义。针对牵引逆变器在不同故障模式下电流输出波形变化小、故障检测难等问题,提出基于小波分析的动车组逆变器功率回路故障检测方法:分析逆变器关键部件IGBT的故障机理,基于MAT⁃LAB/Simulink平台进行故障仿真,得到IGBT在各种开路故障模式下的输出波形;利用小波分析对其波形进行分解,对混有噪声的信号进行小波对称变换,观察突变信号的位置,判定故障发生原因;选取小波分解后的三相电流低频能量值和比例系数P进行故障定位,实现故障诊断。 展开更多

关键词 动车组 两电平逆变器 小波分析 故障诊断 功率回路

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基于FPGA-RTS的逆变器电磁瞬态特性分析

6

作者 刘志恒 刘昊 +3 位作者 孟晓凯 刘占强 冉宁 张照彦 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3238-3244,共7页

为提高电力电子电磁瞬态仿真性能及算法收敛性,开发了一种基于FPGA-RTS的电磁瞬态仿真器,其采用改进的增强节点分析方法,将固定导纳矩阵节点方法与开关电导参数的最佳选择集成在一起,能够准确地再现电力电子设备中发生的电磁瞬态特征。... 为提高电力电子电磁瞬态仿真性能及算法收敛性,开发了一种基于FPGA-RTS的电磁瞬态仿真器,其采用改进的增强节点分析方法,将固定导纳矩阵节点方法与开关电导参数的最佳选择集成在一起,能够准确地再现电力电子设备中发生的电磁瞬态特征。仿真器应用高效的稀疏矩阵到矢量乘法器,可实现非常低的积分时间步长,基于自动化程序,以避免重新设计FPGA代码,直接将EMTP-RV中设计的电路原理图转换为相关的FPGA求解器。通过搭建高容量三相两电平逆变器模型,并进行硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)测试,对比分析FPGA-RTS实时仿真与EMTP-RV离线仿真结果,三相负载电流的HIL仿真结果与测量波形之间的误差为0.02(标幺值),完全满足实际工程应用,为分析配电网故障中的电磁瞬态特性提供一种有效方法。 展开更多

关键词 三相两电平逆变器 电磁瞬变 FPGA-RTS 实时仿真 硬件在环测试

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基于热阻抗模型的三相逆变器功率器件结温监测方法 被引量：3

7

作者 张思慧 赵蕤 +2 位作者 闫帅 徐强 宋文胜 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期27-34,共8页

绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)模块结温的精确计算是开展功率器件主动热管理、寿命预测的前提和关键。IGBT模块的导通压降和开关损耗均受温度影响,在计算损耗时应根据温度对结果进行修正。基于空间矢量脉... 绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)模块结温的精确计算是开展功率器件主动热管理、寿命预测的前提和关键。IGBT模块的导通压降和开关损耗均受温度影响,在计算损耗时应根据温度对结果进行修正。基于空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)的两电平三相逆变器,利用热阻抗模型预测法对IGBT模块的结温进行监测,建立了结温计算模型。然后通过PLECS软件热仿真对比验证了有无温度修正的理论计算方法,结果表明温度修正有利于提高结温计算的准确性。最后开展小功率两电平三相逆变器实验研究,利用热敏电阻法测量了IGBT模块的结温,计算结果与实验结果误差率小于2%,验证了结温计算模型的准确性和可行性。 展开更多

关键词 两电平三相逆变器 IGBT模块 损耗计算 结温监测

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直流母线单电流传感器零点漂移误差自校正策略 被引量：6

8

作者 申永鹏 王前程 +2 位作者 王延峰 梁伟华 孟步敏 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期133-142,共10页

为了研究三相两电平逆变器中直流母线单电流传感器零点漂移对相电流重构精确度的影响,阐明了直流母线单电流传感器相电流重构原理,对比了多电流传感器与单电流传感器零点漂移误差,揭示了零点漂移误差产生的原因及扩大效应的产生机理,基... 为了研究三相两电平逆变器中直流母线单电流传感器零点漂移对相电流重构精确度的影响,阐明了直流母线单电流传感器相电流重构原理,对比了多电流传感器与单电流传感器零点漂移误差,揭示了零点漂移误差产生的原因及扩大效应的产生机理,基于插入互补有效电压矢量代替零矢量的空间矢量脉冲宽度调制方法,提出了零点漂移误差自校正策略。分析了各扇区电流观测窗口时长,利用互补有效电压矢量动态电流双采样,实现了相电流重构与电流零点漂移量的自检测和自校正。搭建了基于TMS320F28035型DSP为电驱动控制器的实验平台,在额定转速以内的工况下,自校正后的重构相电流误差小于3.56%,表明了所提误差自校正策略能为控制系统提供可靠的重构电流。 展开更多

关键词 三相两电平逆变器 直流母线 单电流传感器 互补矢量 相电流重构 误差自校正

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一种新型线电压直接脉宽调制方法 被引量：1

9

作者 林家泉 王旭 +2 位作者 臧义 张军 刘宗富 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1674-1678,共5页

本文在研究2电平逆变器模型及其经典脉宽调制(PWM)方法基础上,提出一种新型的线电压直接脉宽调制(DPWM)方法。这种方法与传统的以相电压为参考波的脉宽调制方法不同,它以三路线电压作为参考波形,直接确定逆变器开关管在每个斩波周期内... 本文在研究2电平逆变器模型及其经典脉宽调制(PWM)方法基础上,提出一种新型的线电压直接脉宽调制(DPWM)方法。这种方法与传统的以相电压为参考波的脉宽调制方法不同,它以三路线电压作为参考波形,直接确定逆变器开关管在每个斩波周期内的导通时间。该方法原理清晰易于实现,可以使逆变器的直流电压利用率达到最高,仿真和实验取得了满意的控制效果。 展开更多

关键词 异步电机 两电平逆变器 线电压 直接脉宽调制 旋转磁场

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三维空间矢量在三相四线系统DSTATCOM中的应用

10

作者 杨晓萍 钟彦儒 张艳肖 《西安理工大学学报》 CAS 2008年第4期441-445,共5页

提出了一种三维空间矢量算法原理,并将其用于三相四线系统配电网静止无功发生器(DSTATCOM)中。选取直流侧中点引出式两电平三桥臂逆变器作为DSTATCOM的主电路,在a-b-c坐标下建立了三桥臂逆变器数学模型。分析了三维空间中电压矢量的分布... 提出了一种三维空间矢量算法原理,并将其用于三相四线系统配电网静止无功发生器(DSTATCOM)中。选取直流侧中点引出式两电平三桥臂逆变器作为DSTATCOM的主电路,在a-b-c坐标下建立了三桥臂逆变器数学模型。分析了三维空间中电压矢量的分布,给出了三维空间矢量脉宽调制的实现方法和参考电压矢量的控制策略,并使用PSCAD/EMTDC对三相四线系统DSTATCOM在感性负载、非线性负载及负载突变等情况下进行了仿真,仿真结果表明,这一控制算法可以使DSTATCOM具有良好的无功补偿能力、抑制不平衡和谐波的特性。 展开更多

关键词 三相四线系统 DSTATCOM 不平衡补偿 3DSVM 两电平逆变器

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一种120°坐标系下的快速SVPWM过调制算法 被引量：5

11

作者 王健 章玮 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期19-25,共7页

针对传统过调制计算量大的问题,结合最小相位误差原则提出了一种120°坐标系下的快速SVPWM过调制算法。首先,针对传统SVPWM算法步骤多和计算冗余的问题,引入120°非正交坐标系,取消了扇区判断,计算速度更快;在此基础上,为了避... 针对传统过调制计算量大的问题,结合最小相位误差原则提出了一种120°坐标系下的快速SVPWM过调制算法。首先,针对传统SVPWM算法步骤多和计算冗余的问题,引入120°非正交坐标系,取消了扇区判断,计算速度更快;在此基础上,为了避免傅里叶分析计算保持角和控制角消耗大量计算资源,根据最小相位误差原则通过三相上桥臂的开通时间计算调整参考电压矢量的幅值和相位,并在120°坐标系下推导了算法表达式;最后,给出了过调制区域的统一求解模型并分析了输出电压调制比和谐波畸变率与参考电压矢量幅值的关系。通过实验验证该过调制算法,结果表明,新算法在保留了优秀的谐波抑制效果的同时能明显减少计算量。 展开更多

关键词 两电平逆变器 120°坐标系 空间矢量脉宽调制 过调制 计算速度 谐波畸变率

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