基于三状态PWM的电动汽车电机驱动系统多模式调制策略研究 被引量：1

1

作者 夏衍 孙立鹏 +2 位作者 李军伟 李强 陆海峰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1010-1021,共12页

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,该文提出一种基于三... 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,该文提出一种基于三状态脉冲宽度调制(TSPWM)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;根据电机的相电流幅值动态地改变TSPWM不连续调制的钳位模式,使电流幅值较大的相保持在钳位状态以减小损耗。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。 展开更多

关键词 三状态脉冲宽度调制(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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多模式调制下动车组全速域拍频抑制方法研究

2

作者 孟彤 张佳波 +2 位作者 曾凡飞 苗存绪 陈念升 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第6期103-109,共7页

动车组牵引系统在牵引逆变器输出频率接近100 Hz时,牵引电机转矩会产生低频脉动,即拍频现象。为此,首先阐述了单相四象限整流器产生脉动电压的基本原理,分析了脉动电压对输出转矩的影响。其次针对大功率逆变器多模式调制策略,存在较大... 动车组牵引系统在牵引逆变器输出频率接近100 Hz时,牵引电机转矩会产生低频脉动,即拍频现象。为此,首先阐述了单相四象限整流器产生脉动电压的基本原理,分析了脉动电压对输出转矩的影响。其次针对大功率逆变器多模式调制策略,存在较大调制延时,且调制延时实时变化的问题,提出了一种采用带通滤波器的方式预测脉动电压,其中滤波器的截止频率及幅值补偿系数依据当前调制延时实时调整,调制延时则由当前调制策略实时计算。最后通过预测脉动电压值计算出频率补偿分量,注入到稳态输出频率上,以实现全速域拍频抑制。通过仿真及试验,验证了脉动电压预测的准确性及拍频抑制的有效性。 展开更多

关键词 多模式调制 调制延时 带通滤波器 动车组 拍频抑制

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基于SHEPWM的多模式调制切换策略研究 被引量：22

3

作者 周明磊 李强 +2 位作者 游小杰 王琛琛 王剑 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期34-39,共6页

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,... 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。 展开更多

关键词 低开关频率 多模式调制 特定次谐波消除 切换策略

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基于谐波磁链偏差的多模式调制切换策略研究 被引量：1

4

作者 周亮 苏和鹏 韩金洋 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2021年第8期43-50,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 低开关频率 电力牵引 优化PWM 多模式调制 切换策略

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一种基于磁链偏差矢量的多模式调制切换策略 被引量：3

5

作者 褚艳红 周明磊 +2 位作者 董士帆 王琛琛 王彬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期4162-4169,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 低开关频率 切换策略 多模式调制 磁链偏差矢量

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基于脉冲插入方法的多模式调制切换策略 被引量：2

6

作者 苑国锋 张贵 +1 位作者 沈阳 张虎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期2969-2978,共10页

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。... 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。 展开更多

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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基于开关时刻修正的多模式调制切换策略 被引量：5

7

作者 苑国锋 沈阳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1171-1180,共10页

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... 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。 展开更多

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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TDRSS多模式调制器设计及关键指标分析

8

作者 李虎 《电讯技术》 2007年第5期135-138,共4页

TDRSS多模式调制器可产生多种模式的调制信号,在工程中具有较大的实际应用价值。对跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)信号形式进行了简单分析,针对多模式调制器的设计,介绍了硬件平台的选择、FPGA内的设计实现,并重点分析了几项关键指标。

关键词 TDRSS 多模式调制器 FPGA 关键指标

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电力机车牵引传动系统的多模式调制策略及切换方法研究 被引量：10

9

作者 苑国锋 陈栋 郑春雨 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期126-135,共10页

针对交流电力机车牵引传动系统开关频率低的特点,研究了牵引系统的多模式脉宽调制策略以及不同调制策略之间的切换方法,实现了电机控制算法和多模式调制策略的统一框架设计。根据不同调制模式的特点,提出了一种由异步调制切换至同步SVPW... 针对交流电力机车牵引传动系统开关频率低的特点,研究了牵引系统的多模式脉宽调制策略以及不同调制策略之间的切换方法,实现了电机控制算法和多模式调制策略的统一框架设计。根据不同调制模式的特点,提出了一种由异步调制切换至同步SVPWM再到同步SHEPWM调制直至方波调制的多模式PWM调制策略;针对不同调制模式在切换过程中出现的问题,使用了一种三相同步的切换方法;为避免电机控制算法和多模式脉宽调制策略之间存在的相角匹配问题,提出了可以简化算法实现复杂程度的统一框架设计方法,并论述了在低采样率下电流调节器和磁链观测器的设计过程;最后,在小功率牵引实验平台实现了无速度传感器电力机车牵引工况下全速域的稳定运行,实验结果验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 牵引系统 多模式脉宽调制 切换方法 特定谐波消除PWM 磁链观测器 统一框架设计

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牵引逆变器多模式分段同步调制算法FPGA程序设计与实现 被引量：11

10

作者 韩坤 宋玉明 +2 位作者 余彬 蒋威 冯晓云 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期4314-4322,共9页

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... 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。 展开更多

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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基于多模式脉宽调制的100%低地板车牵引控制策略 被引量：1

11

作者 赵明花 董侃 +1 位作者 赵雷廷 刁利军 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2013年第1期60-64,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 100%低地板车 独立轮对 多模式调制 牵引控制

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一种多模式复合调制的L-R型LCC谐振变换器 被引量：1

12

作者 袁义生 易尘宇 赖立 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期141-147,共7页

提出一种多模式复合调制的线性-谐振(L-R)型LCC谐振变换器。该变换器根据Boost调制的思路,结合传统LCC谐振变换器,实现了电感电流线性-谐振型变化的转换,具有全负载范围的软开关特性。在复合调制方式下,变换器能实现3种工作模式的互相... 提出一种多模式复合调制的线性-谐振(L-R)型LCC谐振变换器。该变换器根据Boost调制的思路,结合传统LCC谐振变换器,实现了电感电流线性-谐振型变化的转换,具有全负载范围的软开关特性。在复合调制方式下,变换器能实现3种工作模式的互相转换以适应宽输出电压和负载变化范围的应用场合,解决了传统LCC谐振变换器在轻载条件下难以实现软开关的问题。与已有的Boost调制型谐振变换器相比,所提变换器通过后置并联谐振电容,在构成LCC谐振腔的同时,配合后级LC滤波结构,解决了Boost调制模式下谐振电流断续导致输出纹波大的问题。详细描述了各模式工作原理,推导了各变量的时域表达式,得到了比较精确的电压增益关系式。最后基于恒流-恒压充电模式设计了一台输入电压为110 V、输出电压为80~150 V、输出电流为0~3.33 A、最大输出功率为500 W的实验样机,给出了各参数以及模式转换的设计方法,实验结果证明了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 变换器 LCC谐振 多模式复合调制 宽范围输出 恒流-恒压充电

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低开关频率下SVPWM同步调制策略比较研究 被引量：43

13

作者 王堃 游小杰 +1 位作者 王琛琛 周明磊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期4175-4183,共9页

在大功率牵引传动系统中,由于受到开关损耗和散热条件等的限制,逆变器最高开关频率通常比较低,一般只有几百赫兹,此时为了提高系统的输出特性,通常采用多模式调制策略。该文对空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVP... 在大功率牵引传动系统中,由于受到开关损耗和散热条件等的限制,逆变器最高开关频率通常比较低,一般只有几百赫兹,此时为了提高系统的输出特性,通常采用多模式调制策略。该文对空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)脉冲生成规律进行了归纳和总结,介绍了5种满足半波奇对称、四分之一周期偶对称和三相对称要求的SVPWM同步调制策略。通过对比分析5种调制方法的谐波特性,提出了一套适用于大功率牵引传动系统低开关频率条件下的多模式SVPWM调制策略,并分析了不同调制模式之间的切换原则。通过仿真和实验结果,验证了多模式调制策略的正确性和可行性,实现了不同调制模式之间的平滑切换。 展开更多

关键词 大功率牵引传动系统 低开关频率 空间矢量脉宽调制 同步调制 多模式调制

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轨道交通车辆牵引电传动系统的调制与控制策略 被引量：14

14

作者 王治国 郑泽东 +1 位作者 李永东 李贵彬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第24期223-232,共10页

针对轨道交通车辆牵引电传动系统,研究适应全速度范围的多模式调制方法以及与之相应的混合控制方法。首先,分析轨道车辆牵引电传动系统的特点,提出与之对应的多模式调制方法。其次,在分析多模式调制方法特点以及改进矢量控制方法存在问... 针对轨道交通车辆牵引电传动系统,研究适应全速度范围的多模式调制方法以及与之相应的混合控制方法。首先,分析轨道车辆牵引电传动系统的特点,提出与之对应的多模式调制方法。其次,在分析多模式调制方法特点以及改进矢量控制方法存在问题的基础上,提出由矢量控制和转差频率控制构成的混合控制方法。最后,通过仿真和实验验证了多模式调制方法以及混合控制方法的有效性。混合控制方法避免了单脉冲调制模式下的磁场定向和弱磁控制,简化了控制算法,提高了单脉冲调制时系统控制的可靠性。矢量控制和转差频率控制之间的切换方法是混合控制方法实现的关键,本文对该切换方法进行了详细讨论。实验结果表明,该方法能够保证两种控制方法之间的平滑切换。 展开更多

关键词 轨道交通车辆 牵引电传动系统 多模式调制策略 混合控制策略 矢量控制和转差频率控制之间的切换方法

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基于定子磁链矢量偏差的多模式SHEPWM切换策略研究 被引量：2

15

作者 苑国锋 沈阳 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期139-148,共10页

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... 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。 展开更多

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

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基于多模式SVPWM算法的永磁同步牵引电机弱磁控制策略 被引量：46

16

作者 何亚屏 文宇良 +1 位作者 许峻峰 冯江华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期92-99,共8页

弱磁控制技术可以降低逆变器的容量、拓宽调速范围,对提高轨道交通永磁同步牵引系统的性能有着重要而现实的意义。性能优异的调制方式更能保证弱磁系统输出良好的控制性能,而大功率传动系统开关器件的开关频率较低,使得传统的空间电压... 弱磁控制技术可以降低逆变器的容量、拓宽调速范围,对提高轨道交通永磁同步牵引系统的性能有着重要而现实的意义。性能优异的调制方式更能保证弱磁系统输出良好的控制性能,而大功率传动系统开关器件的开关频率较低,使得传统的空间电压矢量异步调制方法已不能满足控制策略需要,本文在分析空间电压矢量多模式调制算法原理以及永磁同步电机弱磁原理的基础上,提出了新型的基于多模式空间电压矢量调制算法的永磁同步牵引电机弱磁控制策略,保证永磁同步牵引电机弱磁控制系统能充分利用开关频率,且在异步调制和分段同步调制段都具有良好的输出特性,仿真和试验验证了本方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 永磁同步牵引电机 弱磁控制 多模式空间电压矢量脉宽调制

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