单相五电平逆变器的多载波PWM方法分析

针对单相五电平级联逆变器,对不同的多载波PWM方法进行分析。采用载波移相(PS)PWM方式时,其输出波形中含有幅值较大的高次谐波,而载波垂直分布(CD)PWM方式不存在这些问题,但是CDPWM调制方式的低次谐波比较大。与CDPWM调制方式相比,采用PSPWM调制方式所产生的低次谐波分量非常小。结合2种PWM调制方式各自的优点,提出一种混合多载波PWM方法。通过对典型的五电平PWM单相逆变电路的Matlab仿真计算,证明了混合多载波PWM法输出波形中的高次谐波含量小,低次谐波分量介于PSPWM调制方式和CDPWM调制方式之间,总的谐波畸变率最小。因此,对于单相的五电平逆变器而言,混合调制方式为最优。     

高效率抑制PWM逆变器谐波的梯形调制信号

本文对一种新型调制信号梯形波进行了分析和研究;介绍了产生梯形波的实用线路;提出了梯形波调制方案在PWM逆变器中微机控制的应用依据和实现的硬件框图.使用这种方案三相PWM逆变器输出波形比用正弦波调制信号基波幅值更高,谐波幅值更低,可得到十分理想的抑制谐波的效果。     

基于随机脉宽调制技术简化中频电源输出滤波器

在分析逆变器控制模型的基础上,将单极倍频和随机脉宽调制技术用于逆变器波形调制,有效提高逆变器等效开关频率,并明显降低开关频率处的离散谐波幅值.分析了随机信号对开关函数功率谱密度特性的影响,据此提出随机脉宽调制技术的实用化设计方法.改进后逆变器输出滤波器的截止频率可以取较高值,保证足够的控制系统带宽,有效提高逆变器输出电...     

混沌扩频对高频开关电源输出电压纹波的影响

混沌扩频技术应用于高频开关电源,能把集中在开关频率及其谐波上的电磁干扰(EMI)扩散在连续的频谱上,有效改善开关电源的电磁兼容(EMC)特性。但研究表明,采用混沌扩频技术后,会对高频开关电源输出电压的纹波产生影响。从理论上对这一现象进行分析,利用输出电压的功率谱密度函数和转移函数,提出了开关电源输出电压纹波随混沌调制系数变化的计算方法。理论分析表明,高频开关电源输出电压的纹波会随混沌调制系数的增大而有所增加,从理论上验证了已有的研究成果。提出了抑制混沌开关电源输出电压纹波的方法,可使输出电压的纹波降低到未采用混沌扩频技术前的水准。     

单极性SPWM全桥电压纹波补偿

单相逆变器在实际应用时,直流侧输入电压包含2倍于输出频率的纹波。纹波越大输出谐波含量越高。为抑制输入电压纹波的影响,在分析输入电压纹波来源及表现形式的基础上,提出一种根据其幅值与相位补偿开关管导通时间的改进型正弦脉宽调制技术(SPWM)。利用调制信号的周期特性,采用循环查表方式简化补偿策略,提高补偿速度。仿真及样机实验表明该调制方法可有效减小输入电压纹波对系统输出谐波的影响,提高输出质量。     

一种降低高次谐波的变载波频率调制方法

此处提出了一种变载波频率调制方法,即当正弦电压幅值较高时采用较低的载波频率,而当正弦电压幅值较低时采用较高的载波频率。该方法与固定载波频率调制相比,在保持总开关次数不增加的条件下,减少输出电压的高次谐波含量。阐述了该调制算法下调制电压高次谐波分布与载波频率之间的关系。通过仿真分析及样机实验验证了该方法对降低调制输出电压的高次谐波具有良好的效果。     

基于小波PWM调制的逆变器特性分析

本文介绍了基于非二进制离散小波分辨率分析的小波PWM调制原理和实现方法,分析并给出了小波PWM调制中不同参数对逆变器输出性能的影响,有利于选择合理的参数。并利用谐波消除的原理,通过具体算例将小波PWM调制与SPWM技术进行比较,仿真和实验结果表明,小波PWM调制具有数字化算法实现更简单,电压利用率更高,谐波总畸变率(THD)更小的优点,但是输出电压调节范围更小以及对低次谐波的抑制能力更差,为小波PWM调制更有效的实际应用提供了理论依据。     

DC-DC变换器混沌PWM原理及频谱特性分析

常规脉宽调制(PWM)的输出波形在载波频率及倍频周围含有较高谐波成分，本文基于混沌理论提出了一种新型PWM原理——混沌PWM(CPWM— Chaos-based PWM)，其三角载波信号的频率按Logistic映射函数规律变化，从而改变其谐波的频谱分布，使谐波连续均匀分布在较宽的频带范围内，抑制了由谐波引起的电磁噪声。将CPWM应用于DC-DC变换器，结果表明其电流、电压谐波幅值大大减少。     

一种带储能的级联光伏逆变器的协同调制方法

提出一种带有储能的混合级联光伏逆变器结构,并针对该逆变器的结构和工作原理,提出基于特定谐波消去(SHE)与载波移相(PS-PWM)调制的协同调制方法。该逆变器将1个储能单元与数个光伏单元混合级联,储能单元使用SHE消除其输出电压中的部分低次谐波,光伏单元采用PS-PWM技术补偿储能单元输出中未被消除的低次谐波,从而进一步降低总的输出电压中谐波含量。仿真结果表明,对于储能单元与光伏单元的输出电压幅值和相位不同的情况,相比于采用单一的PS-PWM调制,采用协同调制方法的输出电压中低次谐波含量与总谐波失真(THD)均较低。     

单相逆变器小波多分辨调制技术研究

为进一步改善逆变器输出谐波的频谱分布,提出一种基于多分辨小波调制(WM)的单相逆变器控制技术。首先将逆变器调制过程模拟为一个非均匀采样与重构的过程,而后采用组合Haar小波结合多分辨分析(MRA)理论对这一过程进行实现。实验表明,与传统的正弦脉宽调制逆变器相比,这种WM方法可将逆变器输出的集中在整数倍开关频率附近的谐波相对均匀地分散到一个较宽的频带范围内,并有效减小整数倍开关频率附近的离散谐波幅值。这有助于降低因过于集中的谐波功率谱引起的系统电磁干扰(EMI)。     

Effect of Weather Conditions on Harmonic Performance of PV Inverters

Abstract

The effect of weather conditions on the generation of harmonics in PV systems is investigated. A PV model, including the inverting stage, is considered. The output of the equivalent PV model is fed to the load via an inverter and transformer. The analysis is conducted by using a dataset of weather conditions in a North American city. Two converter techniques, which form the basis for the majority of converters, are used to validate the proposed approach: a square-wave inverter with 60?Hz switching, and pulse width modulation (PWM). Probability density functions and probability distribution models with best fit are determined as aids for improving the quality of the power generated for different range of converter values and the best is selected in this article. The long-term effects of weather conditions on harmonics produced by PV inverters are considered. The results show the variability in amplitude of each harmonic component, the boundaries of each harmonic component, and which harmonic magnitudes occur more frequently. The classic PV DC-AC conversion system has been modeled using MATLAB. The work is validated by using different ranges of dataset for two different converters and the results improved the importance of the proposed work. Also, the results agree with previous studies that have been carried with a different method which could be considered as another way of validation for the proposed work. Based on the generated harmonic variation cases, the appropriate parameter values for dynamic adaptive circuit switching of the filtering system and determining the capacity of the storage system could be determined.     

开关变换器混沌PWM抑制EMI的机理和实验研究

在分析定频、周期扩频和混沌PWM频谱分布基础上，深入探讨了开关变换器混沌PWM抑制EMI的机理和特点。由此在1台AC-DC反激式变换器上进行了详尽的实验研究。分别进行的定频、周期扩频和混沌PWM实验结果表明，EMI的频谱分布取决于 PWM频谱分布，其中混沌PWM抑制EMI效果最好，虽然开关变换器输出电压的纹波频率随混沌扩频信号改变，但峰峰值基本不变。稳定性和效率测试显示，混沌PWM下开关变换器运行稳定，效率变化不大。该文较好地弥补了现有混沌PWM抑制EMI实验研究的不足。     

基于混沌扩频的双级矩阵变换器调制策略的研究

双级矩阵变换器由于具有优良的输入输出性能而受到广泛关注。在对双级矩阵变换器调制策略分析的基础上,将扩频调制策略引入到输出双级矩阵变换器调制策略中来抑制电磁干扰和噪声。将混沌扩频技术用于双级矩阵变换器中,用混沌信号改变固定开关频率。为了不影响整流级的零电流换流,采用整流侧和逆变侧同步扩频策略,降低了开关频率和倍频处的谐波幅值,从而达到降低电磁干扰和噪声的目的,仿真结果证实了混沌扩频调制策略的可行性。     

基于混沌理论的电力系统微弱谐波检测方法研究

针对微弱谐波信号时频域分析检测方法在宽谱环境噪声较强场景中无法识别目标信号的缺陷,首先引入混沌系统的随机共振原理,在信号成分完全未知的情况下,利用随机噪声增强微弱目标信号进行频率盲检。进一步引入Duffing混沌系统,利用其对特定频率周期信号幅值的极高敏感性和噪声抵抗力,对检出的各谐波频率分量进行幅值精准检测。在经典随机共振模型的基础上,通过归一化改进了系统参数。结合Duffing混沌系统模型,设计了实时检测控制策略。通过粒子群寻优算法,以系统输入输出信号的互相关系数为适应度函数,寻找最优系统参数。对强随机噪声背景下的多整次谐波与间谐波混叠的谐波信号进行了仿真实验。结果表明,所提方法能在恶劣的噪声环境中,实现各谐波分量的无差频率检测与高精度幅值检测。     

用于级联型多电平变换器的新型脉宽调制方法

提出一种用于级联型多电平变换器的新型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)方法,即将单个三角载波信号与多个梯形波调制信号进行规则对称采样。推导了梯形波边坡角与输出基波幅值和谐波含量的关系。与其他常用的PWM方法相比,该方法调制下的输出基波幅值更高,在选取适当的边坡角后,输出波形的谐波特性非常好。以5电平和13电平级联型多电平变换器为控制对象,对所提出的PWM方法进行了仿真验证,证明其在输出电压幅值和谐波特性方面具有优良的性能。     

混沌扩频SPWM最优参数选取方法及其在FPGA上的实时实现

以基于Logistic映射的混沌扩频SPWM技术应用方法为例,对混沌扩频技术的参数选取进行了研究,定量的分析了基准频率和偏置频率对谐波分布的影响效果,在此基础上,给出混沌扩频中基准频率和偏置频率的最优选取方法,并在FPGA上实现该方案,验证了实现效果。     

三相逆变器幅值可控的小波PWM技术

三相逆变器的小波PWM具有总谐波含量低、直流电压利用率高、易于数字化实现等优点,但其无法在三相逆变器上实现对输出电压幅值的控制,这使得小波PWM的应用受到限制。为此,在单相逆变器幅值可控的小波PWM技术基础上,在三相逆变器的小波PWM中同样引入了一个调制度变量,使它在保持原有优点的基础上增加了输出电压可调的特性。分析了三相逆变器幅值可控的小波PWM的机理,并进行了仿真和实验研究,结果证明了机理的正确性,为三相逆变器小波PWM的广泛应用提供了基础。     

基于IMC多机传动系统的控制策略研究

针对传统交直交变换器多机传动系统中间直流环节存在大电感或大电容而使其体积大,笨重等的问题,采用了一种新颖的基于间接矩阵变换器IMC的多机传动系统电路拓扑。其结构紧凑,体积小,重量轻;整流级采用两段式PWM调制策略,可获得单位功率因数的正弦输入电流,多个逆变级均采用空间矢量调制,实现各个逆变级的独立控制,获得不同频率和幅值的正弦电压。在这种调制策略的基础上,分析了零矢量重叠PWM分布方式对输入输出性能的影响,它可以实现整流级电路的零电流换流,减少了逆变级的开关次数,极大地降低了开关损耗,提高了变换器的效率。仿真结果表明:采用零矢量重叠的调制策略可以减少输出电压电流的谐波含量,能够有效改善传动系统的动态和稳态性能。     

基于PSO算法的三电平优化PWM方法

受大功率开关器件开关频率的限制,牵引逆变器输出波形中含有大量的谐波,所以有必要采用优化的脉宽调制（ PWM ）方法来减少牵引逆变器输出波形的谐波。首先,建立了最小电流总谐波畸变率（ THD ）谐波优化模型,并采用粒子群优化（ PSO ）算法对模型进行求解。其次,在分段同步调制的不同分频段上对PSO-PWM和传统正弦脉宽调制（ SPWM）进行了比较,得到PSO-PWM具有良好谐波优化效果的结论。最后,用仿真和半实物实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于空间电压矢量的PWM整流器谐波特性分析

根据SVPWM工作原理的特点,在对PWM整流器数学模型的基础上,利用傅里叶级数得到了网侧电压电流的谐波解析式,并分析了整流器的网侧电压电流在系统不同参数设置下的谐波特性,指出了各次谐波的幅值以及谐波含量随调制参数改变的变化规律.通过仿真对该算法进行验证,给出了不同电感值条件下的网侧电流谐波频谱,仿真分析结果与计算结果吻...