基于调制比自然过渡的多模式同步调制策略
文档名：基于调制比自然过渡的多模式同步调制策略
摘要：轨道交通牵引变流器通常运行在低开关频率下,随着电机转速逐渐上升,传统空间矢量脉宽调制(SpaceVectorPulseWidthModulation,SVPWM)由于开关频率恒定,其载波比会随着逆变器输出基波频率的增大而下降,造成输出电压脉冲数减少,导致其含有大量低次谐波,畸变严重,最终影响整个系统的控制性能.此时系统需要切换至脉冲数对称且固定的同步调制,保证逆变器输出波形的同步性与对称性,以实现谐波优化.现有同步调制策略需要涉及众多脉冲数之间的切换,且最终需要进入3脉冲调制才可自然进入方波工况,实现过程考虑因素较多、难度较大.基于开关角的方法,提出一种随着调制比增大,可由15脉冲同步调制平滑过渡至各脉冲数且最终能自动过渡至方波工况的同步调制策略.首先,根据SVPWM原理,将各矢量作用时间转换为0～2π范围下的角度,并计算传统空间矢量策略(ConventionalSpaceVectorStrategy,CSVS)的15脉冲调制下对应的所有开关角.其次,对调制比进行分段,改变开关角随调制比变化的斜率,进而在调制比逐渐增大的同时,使得相邻开关角逐渐向所划分的扇区边界合并,窄脉冲成对消失,实现在设定调制比下平滑过渡至不同脉冲数并最终进入方波单脉冲.最后,通过仿真与硬件实验对所提方法和传统方法进行对比,验证了所提方法的自然过渡能力.
Abstract：Railtransittractionconvertersusuallyoperateatlowswitchingfrequencies.Asthemotorspeedgraduallyincreases,thecarrierratiooftraditionalspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)decreaseswiththeincreaseoftheinverteroutputfundamentalfrequencyduetotheconstantswitchingfrequency.Thiscanresultinadecreaseinthenumberofoutputvoltagepulses,whichcontainsalargeamountoflow-orderharmonicsandseveredistortion,ultimatelyaffectingthecontrolperformanceoftheentiresystem.Atthistime,thesystemneedstoswitchtoasynchronousmodulationwithsymmetricalandfixedpulsenumberstoensurethesynchronizationandsymmetryoftheinverteroutputwaveform,inordertoachieveharmonicoptimization.Theexistingsynchronousmodulationstrategyrequiresswitchingbetweennumerouspulsenumbers,andultimatelyrequiresentering3-pulsesmodulationbeforenaturallyenteringthesquarewavecondition,makingtheimplementationprocessmorecomplexanddifficult.Basedontheswitchinganglemethod,thisarticleproposedasynchronousmodulationstrategythatcansmoothlytransitionfrom15-pulsessynchronousmodulationtovariouspulsenumbersasthemodulationindexincreases.Thiscouldeventuallyautomaticallytransitiontosquarewaveoperation.First,accordingtotheSVPWMprinciple,theactiontimeofeachvectorwasconvertedtoanangleintherangeof0～2π,andthecorrespondingswitchinganglesunderthe15-pulsesmodulationoftheconventionalspacevectorstrategy(CSVS)arecalculated.Secondly,themodulationindexwassegmented,andtheslopeoftheswitchangleasafunctionofthemodulationindexwaschanged.Asthemodulationindexgraduallyincreases,adjacentswitchanglesgraduallymergetowardstheboundariesofthedividedsectors,andthenarrowpulsesdisappearinpairs,achievingasmoothtransitiontodifferentpulsenumbersatasetmodulationindexandeventuallyenteringthesquare-wavesinglepulse.Finally,theproposedmethodwascomparedwithtraditionalmethodsthroughsimulationandhardwareexperiments,verifyingitsnaturaltransitionability.
作者：刘海涛向超群杜京润Author：LIUHaitaoXIANGChaoqunDUJingrun
作者单位：中南大学交通运输工程学院,湖南长沙410075
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(5)
分类号：U266
关键词：同步调制方波开关角调制比自然过渡
Keywords：synchronousmodulationsquarewavesswitchinganglemodulationindexnaturaltransition
机标分类号：TP391TM351TM464
在线出版日期：2024年7月8日
基金项目：国家自然科学基金基于调制比自然过渡的多模式同步调制策略[
期刊论文]铁道科学与工程学报--2024, 21(5)刘海涛向超群杜京润轨道交通牵引变流器通常运行在低开关频率下,随着电机转速逐渐上升,传统空间矢量脉宽调制(SpaceVectorPulseWidthModulation,SVPWM)由于开关频率恒定,其载波比会随着逆变器输出基波频率的增大而下降,造成输出电压脉...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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