应用于永磁同步电机控制的三电平逆变器SVPWM研究

与传统两电平逆变器相比三电平逆变器具有谐波含量低、输出容量大、电磁干扰低和开关损耗小等优势。本文介绍了几种三电平逆变器的拓扑结构,并详细推导了三电平SVPWM调制算法。针对三电平逆变器输出存在较高共模电压的问题,分析和推导了一种零共模SVPWM的调制算法。在MATLAB中将两种调制算法引入永磁同步电机控制系统中,通过对仿真结果的分析,对两种算法进行了比较。     

具有中点电位平衡的船用变频器三电平SVPWM过调制技术

二极管钳位型三电平电压源逆变器在过调制区由于小矢量作用时间迅速减小为0,只有中矢量及大矢量输出,常规的过调制策略容易引起中点电位偏移与波动.并且由于常规过调制采用最小相角误差方法,导致较大幅值偏差.本文提出一种新的三电平电压源逆变器过调制方法,该方法利用小矢量调节中点电位,当小矢量作用时间减小为0之后,只选择大矢量输出,大大降低中点电位偏移与波动,同时增加输出电压幅值,使其与参考电压保持一致.仿真结果表明所提出方法的有效性和可行性.     

五相电机空间矢量算法研究

五相电机空间矢量算法具有直流电压利用率高、线电压输出谐波小的优势,但是五相空间矢量算法非常复杂,在矢量合成时存在大量冗余电压,求解各矢量作用时间存在困难。本文首先将多个空间矢量划分为四类,大矢量、中矢量、小矢量和零矢量,引入中矢量与零矢量的作用时间比值系数K的概念,根据电压调制度M确定K值,进而确定其他矢量的作用时间,并以开关损耗最小为原则,给出了输出电压矢量的作用顺序。仿真结果验证了该算法的有效性。     

五电平逆变器仿真及控制研究

针对二极管钳位式三电平逆变器输出电压谐波分量高，IGBT承受的回路电压大的问题，采用SVPWM控制的二极管钳位式五电平逆变器进行改进。文中介绍了二极管钳位五电平逆变器的拓扑结构及工作原理，分析了逆变器产生的125个电压空间矢量。应用循边原则选择开关状态进一步减少谐波分量，采用简化的过调制算法提高直流电压的利用率，仿真得出五电平逆变器的输出电压波形，对电压波形做了频谱分析。     

基于级联DAB中压高可靠直流变压器的零回流功率调制策略

本文针对基于级联DAB结构的中压高可靠直流变压器拓扑结构,提出了一种零回流功率调制策略.当输入侧直流母线电压波动时,此策略通过调节高压侧H桥的开关管驱动信号占空比,实现不同输入电压波动时高低压直流电压变比与中频变压器变比的匹配.并通过维持低压侧H桥的输出电压占空比与高压侧电压输出占空比的一致性,同时调节高压侧与低压侧H桥的移相角,实现不同功率条件下的零回流功率.可有效降低高可靠直流变压器损耗,提高运行效率.通过零回流功率调制策略与其他两种调制策略的理论分析与仿真对比,验证了零回流功率调制策略的优越性.     

具有中点电位平衡的船用变频器三电平SVPWM过调制技术

二极管钳位型三电平电压源逆变器在过调制区由于小矢量作用时间迅速减小为0,只有中矢量及大矢量输出,常规的过调制策略容易引起中点电位偏移与波动。并且由于常规过调制采用最小相角误差方法,导致较大幅值偏差。本文提出一种新的三电平电压源逆变器过调制方法,该方法利用小矢量调节中点电位,当小矢量作用时间减小为0之后,只选择大矢量输出,大大降低中点电位偏移与波动,同时增加输出电压幅值,使其与参考电压保持一致。仿真结果表明所提出方法的有效性和可行性。     

一种有源箝位谐振逆变器的控制策略研究

介绍了一种有源箝位谐振直流环节逆变器,提出了零电压一空间矢量调制(ZVS-SVM)策略,仅采用一个辅助开关,实现所有开关的ZVS.以增强开关效率和减少实际开关频率使开关损耗进一步降低并提高输出电压波形质量.仿真结果证明达到了预期效果.     

多电平电力变换装置调制策略仿真研究

多电平变换技术因具有输出波形畸变小、器件电压应力低等优点成为实现大容量电力变换的关键.任何拓扑结构的多电平变换装置都必须采用相应的控制策略对其进行有效控制.文章分析了多电平变换装置调制策略的几种具体方法,指出了几种调制策略的优缺点,并对载波组调制法进行了仿真分析验证,给出了多电平载波调制自由度组合方法,对大容量电力电子变化装置调制策略选择具有参考意义.     

一种三电平H桥逆变电路低调制比时的窄脉冲补偿方法

为了保证电力电子开关器件工作在其安全工作区,开关器件均有其最小要求的开通和关断时间。基于H桥单元拓扑结构的NPC三电平逆变器中的窄脉冲会导致逆变器的输出电压和电流发生严重畸变,因此必须对这种窄脉冲进行抑制和补偿。现有的解决方法在系统低调制比时会改输出电压的基波幅值,存在窄脉冲抑制不彻底和增加低次谐波的输出含量的缺点。基于此,本文提出了一种适用于H桥单元拓扑结构的NPC三电平逆变器的窄脉冲补偿方法,对该方法进行了详细的理论分析,阐明了该方法在载波层叠SPWM调制和载波移相SPWM调制中的内在联系。在逆变器的低调制比时,该方法不会改变逆变器输出电压的基波幅值,也不会增加输出的低次谐波含量。仿真和系统试验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

三电平逆变器供电的感应电动机转差频率控制系统

本文研究了三电平逆变器的原理、及其空间电压矢量(SVPWM)调制方案、并利用SVPWM策略决定电压向量的开关顺序和相应的输出电压的方法.提出基于SVPWM的三电平逆变器转差频率控制的异步电动机的矢量控制系统,并进行了仿真,仿真结果显示,所设计的感应电动机转差频率控制系统具有较好的实用价值.     

基于对称分量法的谐波抑制分析

由于谐波问题日益严重以及电能质量日趋重要,因此谐波治理非常关键。提出谐波异地并联补偿的算法,来解决敏感负荷的电压畸变问题。经算例验证,该异地并联补偿算法在补偿点有较好的谐波抑制效果,算法简单,易于实现,克服了谐波源不可观测的缺点,并且在电网三相不对称状态下仍然有效。     

统一空间矢量PWM快速算法分析

根据SVPWM和载波PWM的内在关系,提出了一种三相逆变器统一SVPWM快速算法.该算法直接利用三相参考电压瞬时值计算PWM信号的开关状态切换时间,不需进行坐标变换、三角函数运算、扇区判断和有效矢量作用时间的计算,因此更易于各种SVPWM方法的数字化实现.实验结果证明了统一SVPWM快速算法的正确有效性.最后,对各种SVPWM方法的电压谐波特性进行对比分析的结果表明当调制比较大时,从谐波特性和开关损耗两方面综合考虑不连续SVPWM的性能较好.     

船舶电力推进变频输出电压谐波抑制研究

根据船舶电力推进变频驱动的特点,提出了一种新型变频器输出混合有源正弦波滤波器,在变频器的输出侧接上一个LC基波串联谐振电路,使变频器的输出电压对基波呈现低电抗、对谐波呈现高阻抗;同时实时检测负载端电压,根据瞬时无功功率理论可直接检测出谐波电压波形,并通过变流器和串联变压器反馈一个与谐波电压幅值相等、相位相反的电压去抵消系统中剩余的谐波电压。阐述了新型变频器输出混合有源正弦波滤波器的结构和工作原理,分析了滤波器的谐波抑制原理,给出了滤波器的仿真结果及分析。仿真结果表明:此滤波器设计新颖、结构简单、可靠性高,在各种工况条件下都能得到优化的滤波效果,很好地改善变频器的输出电压波形。     

dSPACE 快速控制原型在十五相感应电动机驱动系统中的应用研究

为了提高功率密度,需要在十五相感应电动机驱动系统输出电压中注入三次谐波,这势必导致控制系统的复杂化.本文使用基于dSPACE的快速控制原型方法,在MATLAB/SIMULINK环境中建立控制系统的仿真模型,以控制真实的十五相逆变器,快速构建该电机驱动系统,并利用ControlDesk软件开发后期管理和监控平台.研究表明,所建立的半实物仿真驱动系统,具有较高的有效性和可行性,且便于快速修改控制结构和相关参数.     

基于SVPWM五相三电平H桥逆变器中点电位控制研究

针对多相三电平H桥逆变器的电压矢量数量多,难以应用传统的空间矢量PWM算法的问题,提出了一种简化的五相三电平H桥逆变器空间矢量PWM算法。该方法采用相移SPWM思想,将五相三电平H桥逆变器作为两个由单桥臂组成的五相分别予以控制。分析选择合理的工作电压矢量及开关作用顺序,计算了开关周期内的各工作电压矢量的作用时间;不同开关状态下,针对中点电位分析的基础上,提出利用冗余矢量对中点电位进行控制,实现了电容电压的平衡。     

基于前馈解耦的三相逆变器双环控制器设计

对三相逆变器的前馈解耦双环控制方法进行了分析,详细阐述了控制器中电流内环和电压外环的设计方法,并对控制效果进行了分析。采用前馈解耦的双环控制策略,系统电流内环的带宽扩大,动态响应加快,非线性负载适应能力加强,输出电压的谐波含量减小。     

中压变频器输出滤波器的研究

为了抑制电压上升率,减少电动机中的谐波分量,设计了中压变频器输出滤波器。分析了滤波器的原理,给出了LC滤波器的选取原则,讨论了LC参数的取值区间。通过仿真和试验验证了中压变频器输出滤波器参数设计的合理性。     

6/12脉动顺序控制仿真分析

针对普通晶闸管变流装置深控时功率因数以及谐波问题,本文介绍了6/12脉动双桥串联顺序控制的晶闸管变流装置.通过MATLAB仿真得到了该装置在典型触发角α下,输入电流,输出电流,输出电压波形和相应的功率因数.仿真表明:该变流装置在深控时,功率因数能够得到一定的改善,但浅控时对电网产生不容忽视的谐波危害.     

新式船舶轴带发电并网Z源逆变器

针对当前船舶轴带发电并网Z源逆变器升压能力有限、电感启动电流冲击大、输出电压易发生畸变且输出不稳定、逆变器电容电压应力大等缺点,在传统Z源逆变器基础上研究一种新式Z源逆变器。新式Z源逆变器不仅提高了升压能力,减小了电容电压应力和电感启动电流对器件的冲击,改善了输出电压的品质,还可根据船舶实际使用情况通过改变电感数量来选取合适的逆变器。对新式Z源逆变器的拓扑结构、工作原理进行了详细分析,并比较了在电感数目取不同数值时升压因子、电容电压应力、电感电流应力等参数,最后通过进行仿真验证了新式Z源逆变器的优点,证明了结论的正确性。     

零序电压综合不平衡度探讨

阐述了现行标准对电压不平衡度定义存在的问题,分析了现有谐波电压不平衡度算法不足,提出了非线性负载情况下零序电压不平衡度的计算方法,实验表明了零序综合电压不平衡度定义的必要性与正确性。