一种三相电流型多电平PWM整流器

为了改善电流型整流器的谐波特性,提高其网侧功率因数,采用载波相移SPWM整流技术和电流型整流模块的并联扩容技术,提出一种三相电流型多电平脉宽调制整流器。采用数字信号处理器DSP实现正弦脉宽调制算法,并利用复杂逻辑可编程逻辑器件CPLD来构造多路PWM信号发生器的方法实现了整个系统的PWM控制。仿真结果验证了其工作原理的正确性,而实验结果则验证了该类三相多电平脉宽调制整流器的实际可行性。     

一种新型超导储能多模块并联的电流型多电平变流器

提出一种新型的超导储能多模块并联的电流型多电平变流器结构,该类拓扑结构是由多个三相六开关变流器模块和若干个分流电感组成,通过分流电感将直流侧总电流分成若干个电流等级来获得多电平的输出电流。为说明新拓扑的工作原理和结构性能,文中针对该类5电平变流器电路的开关状态、均流方法以及SPWM调制策略均进行了详细的分析。结果表明,该类拓扑具有冗余开关组合,并且变流器直流侧分流电感电流的均衡问题可以通过检测电感电流大小以及交流侧线电压极性来选择合适的冗余开关组合得以解决。文中采用载波相移SPWM技术对新拓扑进行调制,使得该类变流器在较低的开关频率下获得输出等效高频载波的效果,最后给出了该类5电平变流器的实验结果。     

超导储能系统用多模块电流型变流器载波轮换均流方法

采用载波相移SPWM控制的超导储能系统用多模块直接并联电流型变流器，传统上采用单独调节各个模块调制信号参数的方法实现直流侧均流，但却使交流侧谐波恶化。该文将相移的载波在各个模块间轮换以实现均流，并选择最优的轮换时刻以减少附加的开关操作，通过仿真和实验证明：载波轮换可以在不单独调节各个模块的调制信号参数的情况下实现直流侧均流，交流侧总电流谐波比采用传统均流方法时明显减小，载波轮换导致的附加开关操作次数不显著。     

两电平VSC-HVDC系统直流侧接地方式选择

基于开关函数法对两电平电压源换流器型高压直流（VSC-HVDC）系统进行了建模,分析了正弦脉宽调制（SPWM）时VSC的谐波特性,指出零序的载波频率次谐波电压、电流是VSC交流侧的主要谐波分量,推导了该零序谐波电流经开关函数中的基波分量作用后将在直流侧形成载波频率次不平衡谐波电流。发现了直流侧不平衡谐波电流流通路径与直流侧的接地方式密切相关,只有VSC-HVDC系统两端直流侧都接地,直流侧不平衡谐波电流才能通过本端直流侧接地点和交流侧高通滤波器接地点流通而被限制在本地,否则该高频谐波电流将在输电线路上流通,从而引发一系列危害。在PSCAD/EMTDC下搭建VSC-HVDC系统进行了仿真分析,验证了以上结果,提出了两电平VSC-HVDC系统需要采用两端直流侧都接地的拓扑结构。     

三相电流型多电平变流器的自均流特性

为研究三相电流型多电平变流器的自均流特性,以一种简化的三相电流型5电平变流器拓扑为例,通过建立分流电感平均电压的数学表达式,详细讨论了该类变流器的自均流特性。为进一步改善不同负载特性下输出电流的谐波特性,采用载波相移SPWM技术作为调制策略,提出了一种基于直流侧电流反馈、自动选择冗余开关组合的均流控制方法,并对均流控制方法的有效性进行了仿真和实验验证。结果表明:所采用的均流方法可实现中间电平电流的完全可控,改善了5电平电流波形的谐波特性,同时也提高了变流器的电流响应速度。     

基于载波相移SPWM的级联型多电平变流器及应用

文中提出的基于载波相移(CPS—SPWM)技术的级联型变流器同时具有CPS—SPWM技术与多电平变流技术的优点,因而有良好的工程应用前景。在并联有源电力滤波器的应用系统中,由于直流侧不需要提供有功功率,级联型多电平变流器的优势得到了充分的发挥;而CPS—SPWM技术良好的谐波传输特性也得到了良好的利用。     

基于载波移相SPWM技术的制氢电源研究

制氢电源作为制氢产业链的关键设备,其品质的优劣尤为重要.所设计的制氢电源采用电流源型整流器的 模块化设计,其应用的调制技术为载波移相的SPWM 技术.根据三相调制波与零值相比较的结果对一个工频周期进 行分扇区处理,并在不同的区域内通过SPWM 调制输出的触发脉冲控制电源子模块功率器件的开关状态,从而输出 符合制氢装置技术要求的直流电压及电流,同时整流器交流电压电流满足电网总谐波畸变率的要求.     

基于DSP+单片机的三相电压型PWM整流器控制系统设计

介绍了三相电压型PWM整流器主电路拓扑结构,重点分析了交流侧电感和直流侧电容对系统性能的影响。基于DSP+单片机双控制器设计了一种三相电压型PWM整流器控制系统,提出了一种交流侧电感和直流侧电容的设计方法,并确定了二者的取值范围。最后针对交流侧电流谐波含量和直流侧电压动态响应速度进行了相关实验。实验结果表明:整流器交流侧电流谐波含量较少,直流侧电压脉动较小,系统响应速度快,抗干扰能力强。验证了所述控制系统和设计方法的有效性。     

基于电流解耦控制的三相电压型PWM整流系统分析与设计

建立了三相电压型PWM整流器电流控制数学模型,输入电流在静止坐标系下实现了固定开关频率的解耦控制.得到了系统交流侧滤波电感,直流侧电压值以及系统结构和控制器的设计方法.同时,分析了系统关键参数对交流电流谐波含量的影响.最后,设计了一台基于固定开关频率电流控制方案的三相电压型PWM整流装置样机.实验研究表明所设计的系统可以实现整流和逆变两种运行状态双向可逆,动态特性好,交流侧功率因数接近1,所提出的设计方法是可行的.     

三相四线制三电平整流器小信号模型与改进控制

在分析三相四线制二极管中点箝位型(NPC)三电平整流器小信号交流模型的基础上,以电网电流正弦且单位功率因数运行为目标,在dq0坐标系下,提出基于复矢量解耦的PI+谐振控制的电流控制策略,以零极点相消的方法设计PI控制器;引入2倍基波频率的谐振控制器,以抑制硬件参数分散性和电网电压不平衡导致的网侧负序和3次谐波电流。为了解决不平衡负载引起的整流器正负母线电压不均的问题,在总压控制环的基础上,将正负母线电压差作为反馈量构建均压控制环路,实现直流侧电压均衡。最后,在10 kW的三相四线制三电平整流器+逆变器平台上进行实验验证,结果表明,在提出的控制策略下,整流器网侧电流质量高,输出的直流母线电压稳定且均衡。     

级联型并联有源电力滤波器应用研究

提出了基于级联H桥型五电平变流器的并联型有源电力滤波器,详细介绍了所采用的基于自适应噪声抵消法的谐波电流检测,以及基于滑模控制的交流侧电流控制和直流侧总电压闭环电压控制的原理。仿真和实验结果表明了该SAPF能够准确有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。     

基于级联H桥五电平变流器SAPF的应用研究

提出了基于级联H桥型五电平变流器的并联型有源电力滤波器,详细介绍了基于无差拍控制的交流侧电流控制和直流侧总电压闭环电压控制的原理.仿真和实验结果表明了SAPF系统在低开关频率情况下,能够准确有效地补偿谐波和无功电流,性能良好.     

三相多电平电流型逆变器载波相移SPWM技术

载波相移正弦脉宽调制(Carrier Phase Shifted-Sinusoidal Pulse Width Modulation,简称CPS-SPWM)技术是一种优秀的开关调制策略,能够在较低开关频率下获得等效高频载波的效果,目前已较广泛地应用在电压型多电平逆变器(Voltage Source Inverter,简称VSI)中.首先分析了一类三相电流型多电平逆变器(Current Source Inverter,简称CSI)的工作原理;基于CPS-SPWM技术的调制机理,提出了该技术在该类多电平CSI中应用的可行性,并给出了具体实现方法.最后建立了三相五电平CSI实验系统,验证了CPS-SPWM技术在该类拓扑中应用的可行性和优越性.     

基于不对称规则采样法的级联H桥型变流器CPS-SPWM输出电压谐波特性分析

对基于不对称规则采样法的级联H桥型多电平变流器的CPS-SPWM输出电压的谐波特性进行了分析研究。通过理论分析、仿真和实验验证,得出以下结论:在三角载波频率ωc远大于调制波频率时,N级联变流器的CPS-SPWM输出电压的基波分量在相位上滞后正弦调制波1/4个载波周期;谐波主要分布在偶数倍的Nωc附近,且呈奇数次分布。     

H桥三相5电平电压型变流器在有源滤波器中的应用

首先分析了载波相移SPWM(CPS-SPWM)技术原理和该技术在电压型多电平变流器中的应用,具体讨论了通过级联H桥实现变流器的技术方案;利用基于瞬时无功功率理论的自适应闭环检测方法,构建了有源电力滤波器(APF)装置.实验验证了将基于CPS-SPWM技术的级联H桥型多电平变流器应用于三相APF上,能在较低开关频率下实现非线性和感性负载引起的谐波及无功污染的补偿.     

采用载波移相调制的模块化多电平换流器损耗一致性分析

阐述了模块化多电平换流器的基本工作原理和损耗数值计算方法,应用PLECS仿真软件针对半桥子模块结构,分析了载波移相调制下不同均压、环流抑制方式下的子模块损耗特性,认为在不影响换流器工作状态的前提下,使用能量均衡法均压以及使用三相解耦二次谐波环流抑制算法进行环流抑制时,各子模块损耗分布一致性更高,整体损耗率更低。通过比较,还发现不同工况下的子模块损耗一致性接近。最后,对比了载波移相调制与最近电平控制调制方式下的损耗一致性,认为载波移相调制下子模块损耗一致性更高。     

载波相移SPWM级联H型变流器及其在有源电力滤波器中的应用

提出了基于CPS-SPWM技术的级联H桥型多电平变流器,它是CPS-SPWM技术与级联H型变流器拓扑结构的结合。这种变流器能在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,具有结构简单、传输频带宽、动态响应好等优点。文中将这种变流器用在有源电力滤波器这样大功率场合,在并联有源电力滤波器系统中,由于直流侧不需要提供有功功率,级联型多电平变流器的优势可以得到充分的发挥;而载波相移PWM技术良好的谐波传输特性也可以得到良好的利用。仿真和实验结果表明基于CPS-SPWM技术级联 H桥型多电平变流器的SAPF系统能够在较低的器件开关频率下实现较好补偿效果,具有良好的工业应用前景。     

一种柔性直流输电换流器调制方法研究

围绕柔性直流输电换流器调制方法,选择载波移相脉宽调制技术为研究核心,通过数学推导的方式解析了其调制特点,运用Saber软件描述CPS-SPWM调制方式,说明其合成原理和提高多电平等效开关频率的作用,通过对比选择DSP芯片,提出并分析了基于TMS320F28335的CPS-SPWM实现方法,以模块化多电平换流器为实验对象,给出了具体的操作方法。实验结果表明,基于F28335的CPS-SPWM实现方法具有较好的输出效果,在换流器装置中具有良好的可行性。     

单相模块化多电平变流器控制策略研究

模块化多电平变流器(MMC)是一种新型的多电平拓扑,输出与子模块数相关的多电平波形。MMC具有高度模块化、易扩展、输出波形好等特点,在中高压场合具有广阔的应用前景。分析了单相MMC的拓扑结构和工作原理,并通过一定的控制策略,对子模块电容电压平衡与环流抑制进行协同控制;利用载波移相脉宽调制(CPSSPWM)技术,等效提高了开关器件的频率,从而降低其损耗。最后用Matlab/Simulink对单相MMC进行仿真实验,验证了调制策略和控制策略理论的正确性。     

三相电流型多电平整流器的研究和设计

在建立三相电流型多电平整流器(MCSR)数学模型的基础上,分别对其控制系统和电路参数的设计方法进行了研究。在控制系统方面,首先研究了三相MCSR的双闭环控制策略,文中给出的设计方法充分考虑了整流器内部电路参数(如分流电感)对控制系统的影响。当考虑分流电感参数的影响时,三相MCSR直流侧电压的传递关系体现为二阶系统特性。由于二阶系统在谐振频率处有很大的幅值增益尖峰,这不仅使系统的性能变差,也给控制系统的设计带来一定的困难。为此,本文提出增加负载电流前馈控制环节,该方法解决了开环幅值增益尖峰和系统快速性之间的矛盾,使得系统即便采用较小的回路增益,仍可具有较快的动态响应和较好的稳态性能。在电路参数方面,提出了一种简单、通用的分流电感以及直流侧滤波电容参数的设计方法。最后,通过一台三模块并联的三相MCSR的试验工作,进行了验证。