三次谐波注入原理
基于三次谐波注入的SVG控制策略研究
壶
１ 引 言
Ｈ桥 级 联 星 形 ＳＶＧ 由 于 具 有 响 应 速 度 快 、容 易实 现 模 块 化 、感 性 容 性全 范 围 连 续 无 功 调 节 等 特 点和 优 点 ．通 常 采 用 载 波 移 相 ＳＰＷＭ 技 术 即将 三 角 载 波 经 过 一 定 的移 相 得 到 多 个 相 位 错 开 一 定 角 度 的载 波 与 正 弦 调 制 波 相 交产 生 触 发 脉 冲 控 制 Ｈ 桥 单 元 的 输 出 电压 直 接 串联 叠 加 。从 而 使 Ｈ 桥 级 联 式 变 换 器 输 出 高压 多 电平 。 但 此 种 调 制 方 式 的直 流 电压 利 用 率 不 高 （只 有 ０．８６６），在 电 网过 电 压 情 况 下 容 易 产 生 过 调 制 ，影 响 ＳＶＧ 高 电压 穿 越 性 能 。因此 考虑 采 用 ３次 谐 波注 入 调制 波 技术 从 而 提 高 直 流 电压 利 用 率 ，但 这 种 方 法 只 适 用 于 三 相 三 线 制 逆变 器 。不 能应 用 于 单相 逆 变 器 或三 相 四线 制 逆 变 器 ，以避 免 对 输 出 电压 的 影 响 【１ｊ。
ｃａｓｃａｄｅｄ Ｈ —ｂｒｉｄｇｅ ＳＶＧ ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈ ｏｄ ｃａｎ ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔ ｈ ｅ ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ，ｂｕｔ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｂｙ ｓｐｅｃｉｆ ｉｃ ｎｕｍ ｂｅｒ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃ ａｎｄ ａ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｏｗｅｒ ｅｘｐｅｒ ｉ— ｍ ｅｎｔ， ｔｈｅ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｏ ｂｅ ｃｏｒｒｅｃｔ ａｎｄ ｅｆｅｃｔ ｉｖｅ．
三次谐波注入函数
三次谐波注入函数
三次谐波注入函数是一种用于交流电路的控制方法。
本文将详细介绍三次谐波注入函
数的定义、特点和应用。
一、定义
三次谐波注入函数是通过在交流电路中注入三次谐波信号的方式，控制电路的谐波电
压和电流的方法。
它可以通过改变注入信号的幅值和频率，有效地改变电路的输出特性。
二、特点
1. 可以降低谐波电压和电流
在电力系统中，谐波电压和电流既影响电路的稳定性，也影响了设备的寿命。
三次谐
波注入函数可以有效地降低谐波电压和电流，从而保护电气设备的稳定性和寿命。
2. 控制精度高
3. 方便实现
三次谐波注入函数的实现方法简单，只需要在电路中加入注入信号源即可。
由于信号
源可以是数字控制芯片，因此可以实现对电路的数字化控制。
三、应用
1. 电气设备的保护
2. 电能质量控制
在工业生产中，电能质量对工艺的稳定性和产品质量的影响非常大。
三次谐波注入函
数可以有效地降低谐波电压和电流，从而提高电能质量和生产效率。
3. 电力电子控制
四、总结
三次谐波注入函数是用于交流电路控制的一种方法。
它可以通过注入三次谐波信号，
有效地降低谐波电压和电流，并且具有控制精度高、方便实现等特点。
在电气设备的保护、电能质量控制和电力电子控制等领域都有广泛的应用。
采用三次谐波注入法的多电平级联H桥逆变器
第２ ７卷 第 ４期
２０ ０ ８年 ８月
文 章 编 号 ：６４—０７ （０ ８０ ０ ３ １７ ０ ６ ２０ ）４— ０２—０ ４
南 昌 工 程 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｈａ ｇ Ｉ ｓｉｕｅ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＮａ ｃ ｎ ｎ ｔ ｌ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｔ
关 键 词 ： 联 Ｈ 桥 ； 次谐 波 注 入 法 ； 波 失真 级 三 谐 中圈 分 类 号 ： Ｍ ６ Ｔ ４４ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｍ ｕ ｔ－ｅ ｅ ｓ ａ ｅ ・ ｉ ｅ ｉ ｖ ｒ ｅ ａ ｅ ｎ ｌｉｌｖ ｌＣａ ｃ ｄ ｄ Ｈ － ｄｇ ｎ ｅ ｔ ｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ｂｒ
Ｏ 引 言
多 电平 逆 变器 由于 其在 中、 压 电力传 动 和 电力 系统 中广 泛 的应 用 前景 ， 年来 得 到人 们越 来越 多 的关 高 近 注 … 目前 高 压 变频 器 的 电路 拓 扑 结 构 种 类 较 多 ， ｉ． 主要 的拓 扑 结 构 有 以下 几 种 ： Ｈ 桥 级 联 式 （ ａｃｄｄ ｈ ① ｃ ａｅ ． ｓ ｂ ｄｅ Ｃ Ｂ ＿ ； 电容 箝位 式 （ ａａｉ ｒ ｌ ｐｄ ； 二 极 管 箝 位 式 （ ｉ ｅｃ ｍ ｅ ） 由 于 Ｃ Ｂ逆 变器 具 有 很 ｉ ｒ ｇ ， Ｈ ）２ ② ｃｐｃｏ． ａ ｅ ） ③ ｔ ｃｍ ｄｏ ．ｌ ｐ ｄ ． ｄ ａ Ｈ 低 的谐波 失 真 和 ｄ ／ ｔ而 且不 需要功 率 器 件 问 的 串联 ， ｖｄ， 就可 以得 到 很 高 的工 作 电压 ， 的模 块 化结 构 还 可 它 以降低 生产 成 本 ， 以 Ｃ Ｂ逆 变器在 高 功率大 容 量变 频 以及 电力 系统 中 的柔 性 输 配 电 （ Ａ Ｔ ） 所 Ｈ Ｆ ｃ ｓ 领域 都得 到
三次谐波注入五相感应电机的运行特性研究
三次谐波注入五相感应电机的运行特性研究通过电机磁势分析阐述了五相感应电机对三次谐波进行利用的原理；推导出所注入三次谐波和基波的幅值比例关系；对谐波注入前后五相感应电机运行特性进行了仿真对比；对仿真结果进行分析验证理论的正确性。
标签：三次谐波；五相感应电机；磁势分析；仿真1.引言感应电动机的传统优点是结构简单、机械强度好、运行可靠且维修方便，而且随着电力电子功率器件和现代驱动技术的飞速发展，感应电机固有的在起动、调速性能等方面的不足也得到弥补，这也使感应电动机成为当前应用最为广泛的电动机。
但是随着电机功率的需求的不断增大，对于要求变频调速的电机应用场合来说，传统三相电机需要通过低压大电流或者高压低电流来实现，这点容易造成控制系统的选型困难。
[1]相比三相电机，多相电动机可以通过增加电机相数来实现低压大容量和避免功率器件的串并联。
而且多相电机由于相数的增加而具有更多的控制自由度，较容易实现单台逆变器驱动两台电机串联或并联运行以及在故障状态下的无扰容错运行。
在要求大功率及高可靠性的应用场合，如电动汽车、舰船电力推进、风力发电以及航空航天等，多相电机驱动系统由于具有高可靠性、高功率密度、高效率、转矩波动小、可容错运行以及可实现低压大功率等优点，从而得到了越来越多的关注。
[2]对多相感应电机来说，随着电机相数增大，自由度增加，可利用的谐波更多，因此可以通过注入谐波分量来增加电机的功率和转矩密度。
这对多相电机的优化设计，进而提高多相电机驱动系统整体性能有很大意义。
对于五相感应电机，可以通过在气隙磁场中注入一定的三次谐波分量，并施加带有相同谐波成分的定子电流来提高电机输出转矩密度。
三次谐波磁势的注入可以降低气隙磁势及磁密的峰值，使其分布更加均匀，有效地降低铁心的饱和程度，提高铁磁材料的利用率，从而进一步提高电机的功率和转矩密度。
[3]本文分析了三次谐波注入五相感应电机提高转矩密度的原理；推导了三次谐波注入下五相感应电机的数学模型；最后通过有限元仿真对比了三次谐波注入前后五相感应电机的运行特性。
svpwm三次谐波注入原理
svpwm三次谐波注入原理SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制）是一种现代PWM技术，它通过合理的矢量控制，可以实现对三相逆变器的PWM波形进行精确控制。
而三次谐波注入则是SVPWM技术的一种改进方法，用于减小逆变器输出电流的谐波含量。
下面我将从原理、实现和优劣势三个方面来全面解释SVPWM三次谐波注入的原理。
首先，从原理来看，SVPWM三次谐波注入是通过在SVPWM控制中注入一定频率和幅值的三次谐波信号，使得逆变器输出电流中的三次谐波得到抑制。
这是因为在SVPWM控制中，逆变器输出电流的波形是由若干个基波矢量和零矢量组合而成的，通过在SVPWM控制中加入三次谐波信号，可以改变基波和零序矢量的选择，从而抑制输出电流中的三次谐波分量。
其次，从实现方面来看，SVPWM三次谐波注入需要在SVPWM控制算法中加入三次谐波信号的生成和注入模块。
具体地，需要通过计算得到三次谐波信号的频率和幅值，并将其与基波矢量和零矢量进行合理的组合，以实现对逆变器输出电流的三次谐波抑制。
这样可以在不增加硬件成本的情况下，改善逆变器输出电流的谐波含量。
最后，从优劣势方面来看，SVPWM三次谐波注入的优势在于可以有效抑制逆变器输出电流中的三次谐波，改善电力系统的谐波污染问题，提高逆变器的输出电流质量。
然而，SVPWM三次谐波注入也存在一些缺点，例如需要对SVPWM控制算法进行改进和复杂的三次谐波信号生成模块，增加了控制系统的复杂度和成本。
综上所述，SVPWM三次谐波注入通过在SVPWM控制中注入三次谐波信号，可以有效抑制逆变器输出电流中的三次谐波，改善电力系统的谐波污染问题。
然而，其实现需要对SVPWM控制算法进行改进，并且增加了一定的复杂度和成本。
在实际应用中，需要综合考虑系统的需求和成本因素，选择合适的控制策略。
三次谐波
当电力系统稳态运行时，其主要是奇次谐波，而没有偶次谐波，其原因何在？这里我们暂不从整流装置、电弧炉、牵引机车等的非线性来讨论，而主要讨论变压器的非线性以及变压器的接线方式引起的谐波种类。
变压器的励磁回路实质上就是具有铁芯线圈的电路。
在不计磁滞和铁芯未饱和时，它基本上是线性电路，铁芯饱和后，它就是非线性的，使励磁电流产生畸变，饱和程度愈深，电流畸变愈严重。
此时电流波形正、负半波相同，是半波对称的，则电流中只含有奇次谐波，其中主要是三次谐波。
当计及磁滞的影响时，铁芯磁化曲线变为上升和下降两条曲线，而不是一条曲线，电流波形出现扭曲，但电流波形还是对称的，所以它也只含有奇次谐波。
一般变压器往往有一侧接成三角形接线，零性谐波电流将在其中流通而不能进入电力系统，而三次谐波其实类似于零序，因为各相三次谐波电流是同相位的，因而三相变压器的谐波电流类似于六脉动整流回路，主要是（6k±1）次谐波，其中又以5、7次谐波为主要分量。
一些大型变压器由于三相磁路不对称，也有部分零序性谐波电流流入电力系统中。
因此，电力系统谐波源产生的谐波一般为奇次谐波，且5、7次谐波所占的比重量大，它们对电力系统的正常运行造成严重危害。
3次谐波含量一般情况下不是很大，但在有电弧炉或电力机车的电网中3次谐波较大（电极反复操作以及炉料在熔化过程中的崩落和滑动，使得三相谐波电流严重不平衡，即使电弧炉变压器有一侧是三角形接线，也不能阻止零序性的谐波电流注入电网，其也产生很大的偶次谐波，这是负载特性导致，不是电力系统本身引起），在选择并联电容器支路的串联电抗器电抗率时应引起注意，避免发生并联谐振和谐波严重放大现象１三次谐波源输电及配电系统规定：在频率恒定情况下，电压和电流均以正弦波波形运行。
然而在非线性负荷接入系统时，产生的附加的谐波电流会引起电流和电压畸变。
产生三次谐波的非线性单相负荷主要有（不考虑暂态及非正常工作状态）：（１）荧光灯、节能灯及其镇流器；①市场调查表明，目前国内市场绝大多数的荧光灯电子镇流器三次谐波电流含量高达８０％～９０％；②高档的电子镇流器三次谐波电流含量分三种标准：Ｌ标准：其谐波电流含量＜３７％；Ｈ标准：其谐波电流含量＜３０％；带灯丝预热控制的电子镇流器其谐波电流含量＜１０％。
三次谐波电压注入的五相感应电机SVM-DTC方法
ｐｈ ｓ ｈ ｅ —ｅ ｅ ｂ ｄ ｅ；ｓ ａ ｅ ｖ ｃｏ ｄｕ ａｉｎ ａ ｅ ｔ ｒ ｅ ｌ ｖ ｌＨ ｒ ｇ ｉ ｐ ｃ ｅ ｔ ｒｍｏ ｌｔｏ
０ 引 言
与 三相 变频 调 速 系统 相 比 ， 相 系统 减 小 了转 多
定 ． 够达到 气 隙磁 密波形 为准 方波 的控 制要 求 。 能 关键 词 ： 应 电机 ；集 中整距绕 组 ；三 次谐 波注入 ；五相 三 电平 Ｈ桥 ；空间 矢量脉 宽调 制 感
中图 分 类 号 ： Ｍ ３ ３ Ｔ ４ 文 献标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０７ ４ ９ ２ １ ）９ ０ １—０ １０ — ４ Ｘ（０ ０ ０ — ０ ３ ６
Ａ ｓ ａ ｔ ｙｃｍ ｉｉｇｓａｅｖｃ ｒ ｏ ｕａ ｏ Ｓ Ｍ）ａｄ ｄｒｃ ｔ ｑ ｅｃｎｒ （ Ｔ ｂ ｔ ｃ：Ｂ ｏ ｂｎｎ ｐｃ ｅｔ ｄ ｌ ｉｎ（ Ｖ ｒ ｏｍ ｔ ｎ ｉ ｔ ｏ ｕ ｏ ｔ ｌ Ｄ Ｃ）ｓ ａｅｙ ａｄ ｅ ｒ ｏ ｔ ｔ ｎ ｒ ｇ
ｃ ｎ ｉｅ ｎ ｈａａ ｔｒｓｉｓ ｏ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔｄ ｆ ｌ ｐ ｔｈ ｗｉ ｄｎ ｏ ｓｄ ｒ ｇ ｃ ｒ ｃｅ ｔｃ ｆｃ ｎ ｅ ｔａｅ ｕ ｌ ｉｃ ｎ ｉｇ，ａ ｎ ｖ ｌ Ｓ ｉ ｉ ｏ ｅ ＶＭ — ＤＴＣ ｏ ｔｏ ｔａ ｅ ｏ ｖ — ｃ ｎｒ ｌｓｒ ｔｇ ｆｒ ｆ ｅ ｙ ｉ
朱 鹏 张 晓 锋 乔 鸣 忠 ， 张成 胜 ， 蔡 巍 ， ， ２
svpwm三次谐波注入原理
svpwm三次谐波注入原理
SVPWM三次谐波注入原理是一种常用的电力电子调制技术，用于控制三相电压源逆变器的输出电压。
它通过注入三次谐波信号来改变输出电压波形，实现对电机转矩和转速的精确控制。
在SVPWM三次谐波注入原理中，通过改变逆变器的开关状态，控制输出电压的大小和相位。
三次谐波注入则是在正常的PWM调制基础上，加入一个具有特定频率和幅值的三次谐波信号。
这个谐波信号由一个三次谐波发生器产生，然后与基波信号叠加在一起，形成最终的PWM调制信号。
三次谐波信号的注入可以使得逆变器输出的电压波形更加接近正弦波，减小了电机运行时的谐波失真。
同时，通过调节三次谐波信号的幅值和相位，可以实现对电机转矩和转速的精确控制。
SVPWM三次谐波注入原理的关键在于对三次谐波信号的准确控制。
通过调节谐波信号的频率和幅值，可以实现对输出电压的精确调节。
此外，还需要考虑逆变器的开关状态以及开关时间的控制，确保输出电压的稳定性和可靠性。
SVPWM三次谐波注入原理是一种有效的电力电子调制技术，可用于控制三相电压源逆变器的输出电压。
通过注入三次谐波信号，可以改善电机运行时的谐波失真，并实现对电机转矩和转速的精确控制。
这一技术在工业控制领域中得到了广泛应用，为电力系统的稳
定运行和高效运转提供了重要支持。
采用谐波电流注入法以减小储能电容容值
一个“黑盒子” ，如图1所示，其中CB为储能电容。 2.1 PF=1 时 令输入电压为： vin ( t ) = Vm sin ωt (1)
其中Vm为输入交流电压幅值，ω=2π/Tline，Tline是输入 交流电压周期。 假设输入功率因数为1，那么输入电流可表示为： iin ( t ) = I m sin ωt 其中Im为输入电流幅值。 由式(1)和(2)可得瞬时输入功率为 pin (t ) = vin ( t ) iin ( t ) = Vm I m (1 − cos 2ωt ) 2 (3) (2)
*
2 ∫0 Po − pin _1+ 3 ( t ) dt
tc
∆E
(13)
将式（11）代入式（13）可得：
图4 pin=Po时，输入电流中前21次谐波的分布图
∆E =
*
* 2 ∫0 1 − pin _1+ 3 ( t ) dt tc
pin1
Po t
∆E Po
pin2 0 pin4 0 pin6 0 pin8 0 Tline Tline3TlineTline 8 4 8 2 Tline
准中加入三次谐波信号，而三次谐波信号的获取需要 从基波信号得来。 根据三角函数关系可知： sin 3ωt = 3sin ωt − 4sin 3 ωt 那么有
* * * sin ωt + I 3 sin 3ωt = (1 + 3I 3 ) sin ωt − 4 I 3 sin 3 ωt
(15) 因此： (16)
图8
模拟乘法器电路图
v x v y vz v p ⋅ = ⋅ R1 R2 R3 R4 当R1= R2= R3= R4时，vp为：
(22)
当 I3*=48.4%时，由式(15)可得： sin ωt + 48.4% sin 3ωt = 2.45sin ωt − 1.94sin ωt
swiss变换器工作原理
swiss变换器工作原理
Swiss变换器是一种降压型功率因数校正电路，具有单位功率运行、开关损耗小、电流谐波畸变率低、全电压可调等优势。
其工作原理如下：
1. 输入电流的整形：通过有源三次谐波电流注入网络，对输入电流进行整形，使其波形接近正弦波。
2. 开关管的控制：开关管采用PWM控制方式，根据输入电压和整形后的输入电流的相位关系，调节开关管的占空比，使开关管在适当的时刻导通或关断。
3. 输出电压的稳定：通过输出电压的采样和反馈，对开关管的占空比进行调节，从而稳定输出电压。
总的来说，Swiss变换器的工作原理是基于电压型PWM控制方式，通过输入电流的整形和开关管的控制，实现高效、低畸变的功率传输。
如需更多信息，建议阅读相关论文或请教电子电气专家。
多相感应电机注入三次谐波提高转矩密度的原理
重量 ． 因此 ， 学者 尝 试通 过非 正 弦 的供 电方 式 提 高 有 电机 的转 矩 密 度 ， 种 常 见 的方 法 是 设 法 在 定 子 电 一 压 中注入 三次 谐 波 ， 而 利 用 所 谓 的 “ 波 做 功 ” 从 谐 来 提 高 电 机 的 转 矩 密 度 ． Ａ． ｏｉａ 等 学 者 在 对 ３ Ｈ＿ Ｔ ｌ ｔ ｙ 相（ 及其 倍数 相 ） ５相 、 、 ７相 绕 组 感 应 电机 的仿 真分
值． 电机 学 的一 般 规 律 上 来 说 ， 相 同 的 转 差 率 从 在
下， 电机 的转 矩大 小 与端 电 压 的平 方 成 正 比， 因此 如 果不 考虑 磁 密 增 加 对 轭 部 饱 和 的影 响 ， 举 将 在 不 此 显著增 加 电机 饱 和 的 条 件 下 ， 幅 提 高 电 机 的 转 矩 大 密度． 文献 ［ ］ 为 在 不 考 虑 轭 部 饱 和 的条 件 下 ， ５认 通
波， 在保证 气 隙磁 密 幅值 不 变 的基 础 上 提 高 基 波 电
压 的幅值 ， 使得 电机 的转矩 密度 大 幅提 高ｌ］ ５．
本 文 从 多 相 感 应 电 机 通 过 注 入 三 次 谐 波 提 高 转
矩 密度 的原 理及 实 现方 法人 手 ， 理论 分析 以 ３相 和 ５ 相 为子 集 的多相 感 应 电机注 入 三 次谐 波 以后 的 磁 势 分 布特 点 ， 总结该 类 电机 的相 带分 布规 律 ．
过 上述 措施 可使 ６相感 应 电机 的转 矩提 高 ４ ． Ｏ 气 隙磁 场 的 波 形 与 外 加 电压 密 切 相 关． 过 推 通
导 可 以证 明 ， 通过 定子 电压 中注入 三次 谐波 使得 要
［ 稿 日期 ］２ １ — １ — １ 收 ００ １ ５ ［ 者 简 介 ］张 经 纬 （９ ２ ） 男 ， 北 麻 城 人 ， 学 博 士 ， 国船 舶 重 工 集 团 第 七 一 二 研 究 所工 程 师 ， 究 方 向 为 交 流 电 作 １８ 一 ， 湖 工 中 研 机 基 础 理 论 及 其 在无 刷 双 馈 电 机 、 船 推 进 电 机 等 中 的应 用 ． 舰
三次谐波注入算法公式 最大最小法
三次谐波注入算法公式最大最小法三次谐波注入算法公式最大最小法是一种通过调整信号中的谐波成分来优化信号性能的方法。
这种方法基于最大最小原则，即通过调整谐波的幅度和相位，使得信号在某种性能指标下达到最优。
具体的公式和算法实现会根据不同的应用场景和需求而有所不同。
然而，一般情况下，三次谐波注入算法可以表示为以下形式：y(t) = y0(t) + a1sin(ωt) + a2sin(2ωt) + a3*sin(3ωt)其中，y0(t)是基波信号，ω是基波的角频率，a1、a2和a3分别是基波、二次谐波和三次谐波的幅度。
通过调整这些幅度，可以实现对信号性能的优化。
最大最小法则是通过最大化或最小化某个性能指标（如信号的幅度、功率、失真度等）来确定最优的谐波幅度。
具体的实现过程可能涉及到复杂的数学推导和优化算法，需要根据具体的应用场景和需求来确定。
需要注意的是，三次谐波注入算法公式最大最小法是一种理论上的方法，实际应用中还需要考虑各种实际因素，如信号的非线性失真、噪声干扰等。
因此，在具体应用中需要根据实际情况进行适当的调整和优化。
三次谐波注入算法公式最大最小法的应用场景主要涉及到信号处理、通信、音频处理、电力电子等领域。
以下是一些具体的应用场景示例：1.音频处理：在音频处理中，三次谐波注入算法可以用于改善音频信号的质量。
通过调整音频信号中的谐波成分，可以增强音频的音色、清晰度和听感。
例如，在音乐合成和音频处理软件中，可以利用这种算法来模拟不同乐器的音色，或者改善录音的质量。
2.电力电子：在电力电子领域，三次谐波注入算法可以用于优化电力转换器的性能。
电力转换器在将电能从一种形式转换为另一种形式时，会产生谐波失真。
通过注入合适的谐波成分，可以减少这种失真，提高电力转换器的效率和稳定性。
3.通信：在通信系统中，三次谐波注入算法可以用于改善信号的传输质量。
在信号传输过程中，由于信道的不理想特性，信号可能会受到干扰和失真。
svpwm三次谐波注入原理
svpwm三次谐波注入原理
SVPWM三次谐波注入原理
在电力传输和电机控制领域，SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常用的调制方法，用于实现电压变换和电机转速控制。
SVPWM通过调整电压的脉冲宽度来控制电机的输出，以实现精确的转速控制和高效的能量转换。
SVPWM的核心原理是通过合理的电压脉冲宽度分配，将输入电压转换为电机所需的三相正弦波信号。
为了提高电机的效率和性能，传统的SVPWM方法在基波的基础上注入了三次谐波。
三次谐波注入的目的是为了消除电机输出中的低频振荡，提高电机的响应速度和转矩控制精度。
注入的三次谐波信号与基波信号相位相差120度，通过适当调整注入的幅值和相位，可以实现更精确的电机控制。
在SVPWM中，三相电压通过逆变器的开关管控制，通过调节开关管的导通时间和关断时间来实现不同电平的输出电压。
在正常的SVPWM中，开关管的导通时间和关断时间是固定的，只有在注入三次谐波的情况下才会发生改变。
通过注入三次谐波，SVPWM可以实现更精确的电机控制。
注入的三次谐波信号会改变开关管的导通时间和关断时间，从而改变输出电压的波形。
这样一来，电机的输出波形更加接近理想的正弦波，
减少了低频振荡，提高了电机的效率和性能。
SVPWM三次谐波注入原理是通过调整电压脉冲宽度分配和注入三次谐波信号，实现电机的精确控制和高效能量转换。
通过合理地注入三次谐波，可以消除电机输出中的低频振荡，提高电机的响应速度和转矩控制精度。
这种方法在电力传输和电机控制领域得到了广泛应用，为电机控制提供了一种高效可靠的解决方案。
三次谐波励磁原理
三次谐波励磁原理咱先得知道啥是谐波哈。
你可以把电想象成一群小音符在电线里跳舞。
正常的电呢，就像是规规矩矩按照基本节奏跳动的音符。
但是呢，谐波就像是那些调皮捣蛋的小音符，不按照常规节奏来，在正常的电的频率基础上，出现了一些倍数频率的波动，三次谐波就是频率为基波频率三倍的那种小捣蛋。
那这个三次谐波和励磁又有啥关系呢？你看啊，在发电机里，励磁就像是给发电机的磁场注入活力的魔法。
传统的励磁方式有它的小麻烦，而三次谐波励磁就像是一种超级酷炫的新魔法。
在发电机的定子绕组里，会产生三次谐波电势。
这个电势啊，就像是隐藏在角落里的小宝藏。
它是由于发电机的一些特殊结构和电磁关系产生的。
你可以把定子绕组想象成一个神奇的小窝，在这个小窝里，三次谐波电势就这么悄悄地诞生了。
然后呢，这个三次谐波电势就被我们巧妙地利用起来啦。
我们通过特殊的电路，把这个三次谐波电势引出来。
这就像是发现了宝藏后，用小铲子把宝藏挖出来带走一样。
这个特殊电路就像是小铲子，精准地把三次谐波电势从定子绕组这个大集体里分离出来。
接着，这个被引出来的三次谐波电势会被送到励磁绕组里。
这时候啊，就像是给一个小娃娃注入了新的能量。
励磁绕组得到了这个三次谐波电势带来的能量后，就可以增强发电机的磁场啦。
你想啊，磁场就像是发电机的力量源泉，磁场变强了，发电机就能更欢快地发电啦。
而且哦，三次谐波励磁还有它的小机灵之处呢。
它能够根据发电机负载的变化自动调整励磁电流。
比如说，当发电机的负载突然变大了，就像是一个人突然要扛很重的东西一样。
这时候，三次谐波电势也会跟着发生一些变化，然后通过电路的调节，就会给励磁绕组送去合适的能量，让磁场也跟着调整，这样发电机就能稳稳地应对负载的变化啦。
再说说这个三次谐波电势的大小和特性。
它和发电机的很多因素都有关系呢。
像发电机的铁芯形状、绕组的匝数等等。
就像是不同的小窝会孕育出不同大小的宝藏一样。
而且啊，三次谐波电势在不同的运行状态下也会有不同的表现。
三次谐波注入法
2 三次电流注入的谐波波注入抑制谐波法的三
相不控整流电路原理图。虚线框外是作为典型功 率接口的三相不控整流电路。框内则是为了抑制 输入电流谐波的三次注入电流产生及控制电路。 其中 Cd1 和 Cd2 可以是整流电路原有直流平波电容 的分裂。电感 L 和电阻 R 的作用是控制注入电流 的幅值和相位。三个等值的 Y 接法的电容 Ca~ Cb 和 Cc 将注入电流合理地分配到三相输入端中。
基于三次谐波无源注入法的谐波抑制技术
Approach of Harmonic Suppression Based on Triple Harmonics Injection with Passive Circuit 浙江大学 电气工程学院 李小青 陈国柱 Email：gzchen@
本文提出的方案采用 Y 接法注入电容代替接 地变压器，以避免变压器引起的较大损耗和体积； 同时采用串联三次谐振技术，使注入电路对三次 频率呈低阻抗，提高三次谐波电流的注入效率。 研究表明：注入电路的元件参数也具有一定的可
变化范围；另外，即使负载有一定的变化范围其 谐波抑制效果也很明显。该方案在谐波抑制效果、 简单性、成本和可靠性等方面具有较好的折中； 在许多低成本、高可靠性、负载变化范围有限、 谐波抑制效果要求并不苛刻的场合具有较好应用 前景。
Abstract： A new passive approach to reduce input current’s harmonics of three-phase diode rectifier based on the injection of third harmonic current is proposed in this paper. Compared with previous approaches, star-connected capacitors substitute for transformer to use as the injection circuit。The injection circuit operates in serial resonant state at third harmonic frequency, which enhances the circulating harmonic current in amplitude. The principle of harmonic suppression and the implementation of the third injection current are introduced first. Then, characteristics of the circuit including the condition of optimal injection, affects of component parameters’ deviation, load varying range as well as component parameters’ error are analyzed in details. The results of analysis and experiment show that the new approach has better harmonic suppression performance than passive filter while more simple and more reliable than active power filter, which gives its high potential in future application. The main finding and conclusions are validated by simulation and experiments.
三次谐波
当电力系统稳态运行时，其主要是奇次谐波，而没有偶次谐波，其原因何在？这里我们暂不从整流装置、电弧炉、牵引机车等的非线性来讨论，而主要讨论变压器的非线性以及变压器的接线方式引起的谐波种类。
变压器的励磁回路实质上就是具有铁芯线圈的电路。
在不计磁滞和铁芯未饱和时，它基本上是线性电路，铁芯饱和后，它就是非线性的，使励磁电流产生畸变，饱和程度愈深，电流畸变愈严重。
此时电流波形正、负半波相同，是半波对称的，则电流中只含有奇次谐波，其中主要是三次谐波。
当计及磁滞的影响时，铁芯磁化曲线变为上升和下降两条曲线，而不是一条曲线，电流波形出现扭曲，但电流波形还是对称的，所以它也只含有奇次谐波。
一般变压器往往有一侧接成三角形接线，零性谐波电流将在其中流通而不能进入电力系统，而三次谐波其实类似于零序，因为各相三次谐波电流是同相位的，因而三相变压器的谐波电流类似于六脉动整流回路，主要是（6k±1）次谐波，其中又以5、7次谐波为主要分量。
一些大型变压器由于三相磁路不对称，也有部分零序性谐波电流流入电力系统中。
因此，电力系统谐波源产生的谐波一般为奇次谐波，且5、7次谐波所占的比重量大，它们对电力系统的正常运行造成严重危害。
3次谐波含量一般情况下不是很大，但在有电弧炉或电力机车的电网中3次谐波较大（电极反复操作以及炉料在熔化过程中的崩落和滑动，使得三相谐波电流严重不平衡，即使电弧炉变压器有一侧是三角形接线，也不能阻止零序性的谐波电流注入电网，其也产生很大的偶次谐波，这是负载特性导致，不是电力系统本身引起），在选择并联电容器支路的串联电抗器电抗率时应引起注意，避免发生并联谐振和谐波严重放大现象１三次谐波源输电及配电系统规定：在频率恒定情况下，电压和电流均以正弦波波形运行。
然而在非线性负荷接入系统时，产生的附加的谐波电流会引起电流和电压畸变。
产生三次谐波的非线性单相负荷主要有（不考虑暂态及非正常工作状态）：（１）荧光灯、节能灯及其镇流器；①市场调查表明，目前国内市场绝大多数的荧光灯电子镇流器三次谐波电流含量高达８０％～９０％；②高档的电子镇流器三次谐波电流含量分三种标准：Ｌ标准：其谐波电流含量＜３７％；Ｈ标准：其谐波电流含量＜３０％；带灯丝预热控制的电子镇流器其谐波电流含量＜１０％。
基于三次谐波注入法的逆变器谐波抑制策略研究
基于三次谐波注入法的逆变器谐波抑制策略研究作者：李新君伍铁斌来源：《电脑知识与技术》2018年第06期摘要：详细分析了三相电压型SPWM逆变器输出电压谐波及其产生规律，并提出了一种基于三次谐波注入法的谐波抑制策略，该方法生成的SPWM波形是通过在正弦波上注入三次谐波而形成的，然后用这个SPWM波形控制开关器件的通断从而使输出电压波形得以优化。
理论分析表明该方法在提高输出电压幅值，提高直流电压利用率的同时，还可以降低输出电压的THD，仿真结果也证明了这种谐波抑制策略的正确性。
关键词逆变器；SPWM；三次谐波；抑制策略中图分类号：TP921 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）06-0201-031引言正弦脉宽调制（SPWM）就是利用脉冲宽度按正弦规律变化且与正弦波等效的PWM波形控制逆变电路中开关器件的开通和关断，使其输出的脉冲电压的面积与所期望输出的正弦波相应区间内的面积相等，通过改变调制波的幅值和频率进而改变逆变电路输出电压的幅值和频率的技术。
随着电力电子技术的迅猛发展，SPWM逆变器也得到了越来越广泛的应用。
而SPWM逆变器的性能在很大程度上取决于输出电压中谐波的大小和多少，故有必要对SPWM 逆变器所产生的谐波进行详细准确的分析并采取有效的措施将其抑制。
目前已有许多学者在谐波抑制领域进行了大量的探索，且提出了很多行之有效的方法，如多电平消除谐波调制法，特定谐波消除脉冲调制法等。
为了改善SPWM逆变器的工作性能，本文在借鉴国内外相关研究的基础上，从工程应用的角度提出了一种基于三次谐波注入法的谐波抑制策略，并应用该方法对逆变器的输出电压谐波抑制效果进行了较为详尽的分析和仿真。
2 SPWM逆变器三相桥式SPWM逆变电路主回路如图1所示。
其中逆变器的主回路为了保证能在较高的开关频率下工作故一般采用高速开关元件。
SPWM是工业应用中较常采用的一种脉宽调制方法，实质就是通过期望频率的正弦调制波与特定的载波信号相比较而得到功率开关元件的开关信号。
三次谐波注入
I. INTRODUCTION
MULTI-phase permanent magnet (PM) machines have obtained wide applications which require high reliability, high torque density, high efficiency, and low torque ripple, such as electrical vehicle, electric ship propulsion, locomotive traction, wind generator, and aerospace, etc [1]-[2]. One of them is dual three-phase PM machine which exhibits high reliability and employs the commercial standard three-phase inverters. Consequently, the feasible winding configurations and faulty operation for dual three-phase PM machines have been extensively studied [3]-[4].
This article has been accepted for publication in a future issue of this journal, but has not been fully edited. Content may change prior to final publication. Citation information: DOI 10.1109/TIE.2015.2442519, IEEE Transactions on Industrial Electronics
什么是二次谐波三次谐波高次谐波
什么是⼆次谐波三次谐波⾼次谐波供电系统中的谐波在供电系统中谐波电流的出现已经有许多年了。
过去，谐波电流是由电⽓化铁路和⼯业的直流调速传动装置所⽤的，由交流变换为直流电的⽔银整流器所产⽣的。
近年来，产⽣谐波的设备类型及数量均已剧增，并将继续增长。
所以，我们必须很慎重地考虑谐波和它的不良影响，以及如何将不良影响减少到最⼩。
1 谐波的产⽣在理想的⼲净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。
在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路⾥，流过的电流与施加的电压成正⽐，流过的电流是正弦波。
在实际的供电系统中，由于有⾮线性负荷的存在，当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时，就形成⾮正弦电流。
任何周期性波形均可分解为⼀个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。
谐波频率是基频的整倍数，例如基频为50Hz，⼆次谐波为100Hz，三次谐波则为150Hz。
因此畸变的电流波形可能有⼆次谐波、三次谐波……可能直到第三⼗次谐波组成。
2 产⽣谐波的设备类型所有的⾮线性负荷都能产⽣谐波电流，产⽣谐波的设备类型有：开关模式电源(SMPS)、电⼦荧⽕灯镇流器、调速传动装置、不间断电源(UPS)、磁性铁芯设备及某些家⽤电器如电视机等。
(1)开关模式电源(SMPS)：⼤多数的现代电⼦设备都使⽤开关模式电源(SMPS)。
它们和⽼式的设备不同，它们已将传统的降压器和整流器替换成由电源直接经可控制的整流器件去给存贮电容器充电，然后⽤⼀种和所需的输出电压及电流相适合的⽅法输出所需的直流电流。
这对于设备制造⼚的好处是使⽤器件的尺⼨、价格及重量均可⼤幅度地降低，它的缺点是不管它是哪⼀种型号，它都不能从电源汲取连续的电流，⽽只能汲取脉冲电流。
此脉冲电流含有⼤量的三次及⾼次谐波的分量。
(2)电⼦荧光灯镇流器：电⼦荧光灯镇流器近年被⼤量采⽤。
它的优点是在⼯作于⾼频时可显著提⾼灯管的效率，⽽其缺点是其逆变器在电源电流中产⽣谐波和电⽓噪声。
使⽤带有功率因数校正的型号产品可减少谐波，但成本昂贵。
发电机注入式定子接地保护的原理及试验
发电机注入式定子接地保护的原理及试验摘要：大型发电机100%定子接地保护为双重化配置，且为两种不同的保护原理，第一种采用基波加三次谐波定子接地保护，第二种为注入式定子接地保护，本文介绍了注入式定子接地保护的工作原理，并介绍了该保护的调试试验方法，为同行电厂及后续机组的调试、维护提供参考。
关键词：发电机定子接地保护；注入式；继电保护；原理；调试；前言定子接地是发电机故障中常见的一种故障，我厂定子接地保护通过基波零序电压加3次谐波电压、注入式定子接地保护实现双重化配置，其中注入式定子接地保护有不受机组运行方式的影响、与故障接地位置无关、灵敏度在整个定子范围内一致、不受机组工况影响等诸多优点。
本文详细介绍了发电机注入式定子接地保护的动作原理，总结机组调试经验，给出该保护定值整定计算及现场调试方法。
1.发电机注入式定子接地保护的原理1.1发电机注入式接地保护配置方案我厂配置的发电机注入式定子接地保护装置由南京南瑞继保工程有限公司设计生产，注入式辅助电源装置型号为RCS-985U，由方波电源、带通滤波器、电阻分压器3部分组成。
RCS-985U 装置配合RCS-985G发变组保护装置构成注入式定子接地保护。
RCS-985U产生20Hz低频电压信号，该信号经中性点接地变压器注入到发电机定子绕组中，当发电机定子绕组发生接地时，保护装置检测到注入的电压、电流信号发生变化，通过计算低频电压、电流信号之间的关系，可准确计算出接地故障电阻的阻值。
注入式定子接地保护接线原理图如图1所示。
如图1所示，RCS-985U运行后，RCS-985G发电机保护装置将检测到IG0和UG0，通过计算得出定子对地电阻值。
1.2保护原理当发电机定子绕组对地绝缘正常时，注入到定子绕组的低频电流主要是流过定子绕组对地电容的容性电流，当对地绝缘老化或出现接地故障，注入的电流将流过接地故障点（图2中箭头所示），出现一部分电阻性电流。
图2中，US为注入式电源电压，ULF0为注入的20 Hz 零序电压，ILF0为注入的20Hz零序电流，Rin为等效电源内阻，Rn为变压器负载电阻，CΣ为发电机定子绕组侧系统对地电容（一相），RE为单相接地故障电阻。
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COMMON
Half-h bridge (one of three)
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三相逆变器
VBus
PWM1 PWM3
PWM5
PWM2
PWM4
PWM6
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Three-phase PWM waveforms and harmonic spectrum.
n s n0 0 sm Temax Te
0
1
Temax
Te
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n
n0 N n 01
ω1 N
ω 1 N > ω 11 > ω 12 > ω 13
ω 11
n02 n03
ω 12
ω 13
补偿定子压 降后的特性
O 恒压频比控制时变频调速的机械特性
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风机变频调速节能基本原理
H
H2 B A
H1 1 风 压
风量改变后 风量改变后 电机功率 电机功率
0 0
Q2 风量 风量
Q1 Q1
Q Q
此时电机 此时电机 功率 功率
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风机变频调速节能基本原理
12 volts peak-to-peak
1/2 horse 3 phase motor PWM Frequency = 7.3 KHz Dead Time = 3 uS Output ω = 1.7 Hz.
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正弦脉宽调制技术SPWM
对称规则采样法
U c sin ωt Ur
a
a
Tt
tp
t off
t1
t on t on
t off
Ts / 2
Ts / 2
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B
2π⎞ ⎛ ⎟ + V3 sin (3ω o t + 2 π ) V1 sin ⎜ ω o t + ⎝ 3 ⎠
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3-ph sine wave generation with 3rd harmonic
pwma,b,c
MC MC PWM PWM
Udc
Omega, Amplitude
内
容
异步电机VVVF控制原理 通用变频器应用 异步电机VVVF控制的DSP实现方 法
2005,11,11 Beijing
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VDC
VDC DEADTIME DEADTIME Top
Gate Drive
Com.
AC Motor
Bottom
Gate Drive
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风机变频调速节能基本原理
H
H2
B
A
恒风速下 恒风速下 风压－风量 风压－风量 曲线 曲线
H1
风门开度 风门开度 减小 减小
风门开度最大 风门开度最大 管阻特性曲线 管阻特性曲线
0
风量大小 风量大小 需要改变时 需要改变时
Q2
Q1
Q
风量
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自然采样法
U c sin ωt Ur
a
b
Tt
tp
t off
t1
t2
t on
t on
Ts
'
t ' off
Ts toff = − a 2 Ts ton = + a 2 Ts ' t on = + b 2 Ts ' t off = − b 2
Ts
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压
H3 0
C
n2 Q2 风量 Q1
Q
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除尘风机变频改造方案
JC
变频器
闭环控 闭环控 制方案 制方案
烟尘 除尘风机 发 光 管 光 敏 元 件
IM
PID调节器
给定信号 电 炉
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H
H2
B
A n1
通过改变电机转速 通过改变电机转速 可以得到同样的风压 可以得到同样的风压
H1
H3
0
C
n2
Q2 Q1
Q
风量
2005,11,11 Beijing
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风机变频调速节能基本原理
H
H2 H1 风
B A n1
通过改变电机转速 通过改变电机转速 使得电机功率明显降低 使得电机功率明显降低
Eg f1
= 常值
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U1 = 常值 f1
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基频以上的弱磁控制
恒转矩控制
U1 U1N Φm
弱磁控制 （恒功率控制）
Φm f1 f1N
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恒压恒频时的异步电机机械特性
2005,11,11 Beijing
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异步电机输出转矩与转速关系 输出转矩 起动转矩
电机转速与同步速的百分比
Email: @
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异步电机的四象限运行
2005,11,11 Beijing
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Ua Ub Uc
V
ω
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三次谐波 电压为零
T1 T3 T5
A B
T2
C T6
T4
R
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感性负载引起的死区电 压畸变
V+
Desired load voltage
n0b n0a n0N
ω1c ω1b ω1a ω1N
ω1N < ω1a < ω1b <
恒功率调速
O
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Te
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内
容
异步电机VVVF控制原理 通用变频器应用 异步电机VVVF控制的DSP实现方 法
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V-
V+
PWM to top transistor
i+
iPWM to bottom transistor
Actual load voltage (for i+)
V-
During dead-time, load inductance defines voltage to keep inductive current flowing through diodes. Actual load voltage (for i-)
sine look-up table pointer calculation
DSP56F80x
M ωm
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三次谐波注入的机理
2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 0 2 4 6 8 10 12 14
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正弦脉宽调制技术SPWM
分类
谐波消去法 等面积法 采样法
采样法
自然采样法 规则采样法 对称规则采样法 不对称规则采样法
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正弦脉宽调制技术SPWM
正弦脉宽调制技术SPWM
Ts toff = − a 2 Ts ton = + a 2 Ts ' t on = + b 2 Ts ' t off = − b 2 Ts toff = (1 − M sin ωt1 ) 2 Ts ton = (1 + M sin ωt1 ) 2 Ts ' t on = (1 + M sin ωt 2 ) 2 Ts ' t off = (1 − M sin ωt 2 ) 2
内
容
异步电机VVVF控制原理 通用变频器应用 异步电机VVVF控制的DSP实现方 法
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异步电机
定子绕组 鼠笼转子
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异步电机中的旋转磁场
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Email: @
Manifestation of Distortion on Motor Voltage and Current Waveforms
Voltage with Correction Disabled
Current zero crossing
100% PWM limit
Look-up Table
0% PWM limit
V1 sin (ω o t ) + V3 sin (3 ω o t ) A
4π⎞ ⎛ ⎟ + V3 sin (3ω o t + 4 π ) C V1 sin ⎜ ω o t + ⎝ 3 ⎠ 2005,11,11 Beijing
t off
t1
t on t on
t off
Ts / 2
Ts / 2
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正弦脉宽调制技术SPWM
采样点只与载波比N有关 采样点与调制比M无关 适合于计算机控制