一种提高逆变电源功率密度的有效策略

研究并实现了一种提高逆变器功率密度的有效策略,该技术将较低开关频率的单相全桥逆变器用相移载波SPWM的方式串联成级联式逆变器,经谐波分析、计算机仿真以及原理样机实验,结果表明:该策略降低了对器件频率特性的要求,减小了开关损耗;降低了输出谐波含量,输出滤波器体积显著减小,电能质量好;样机结构模块化,输入电压和功率被若干模块平分,器件电压应力小,且实现了分布式电能变换,可靠性高。     

并联反激式高频环节单相逆变器研究

研究了适合于低压输入且实现电气隔离的并联反激式高频环节单相逆变器,并对构成这种逆变器的电路拓扑、SPWM控制策略以及关键电路参数的设计进行了深入的分析研究。这种高频环节逆变器的前级为两路并联的反激式DC/DC变换器,其后级为全桥DC/AC逆变。前级采用SPWM控制技术,其输出电压为馒头波,使得后级全桥逆变电路基本上工作在低频开关状态。实验结果表明,该单相逆变器具有结构简洁、开关损耗低、电气性能好等优点,适合中小功率输出逆变器的理想拓扑。     

单相全桥三电平逆变器的控制与仿真

文中提出了一种对称型的单相全桥三电平逆变器,逆变器主要由两个桥臂组成,且每个桥臂有四个开关管,每个开关管的电压应力只有输入电压的一半。文章详细介绍了一种正弦脉宽调制(SPWM)控制策略,由两个同相的三角载波和正弦调制波的正反相分别交接得到四个不同的脉冲信号,再结合稳定性好的双闭环控制策略,这种控制方法提高了单相全桥逆变器输出电压的外特性。通过Matlab/Simulink的仿真,在SPWM双闭环控制策略的情况下,三电平逆变器的输出电压在负载波动时基本保持不变。同时验证了单相全桥三电平逆变器的优点和SPWM双闭环控制策略的有效性。     

基于ABM模块双极性SPWM逆变电路研究

<正>弦脉宽调制(SPWM)在逆变器调制方法中应用最为广泛。通过双重傅里叶变换建立了双极性SPWM调制方法的数学模型,引入了一种新的仿真模块。通过数学模型对双极性SPWM调制方法的输出电压的谐波特性进行了定量分析,利用PSpice/ABM模块成功实现了逆变电路的双极性SPWM调制仿真,在实验室研制的1.5 k W单相全桥逆变器上进行了双极性SPWM调制方法的实验。通过仿真和实验结果的对比,验证了双极性SPWM调制方法的输出电压的谐波理论分析的正确性。     

新型三相逆变器及其调制技术的研究

提出了一种新型三相不带或带有很小直流连接电容的逆变器,介绍了仅通过改变相应的调制波来消除逆变器输出电压谐波的重构SPWM技术。该逆变器采用了调制波重构技术,很大程度上消除了输出电压的谐波,同时减小了直流输出滤波器的尺寸。最后通过仿真和实验比较了基于调制波重构技术的新型变换器和基于传统技术的变换器的性能,结果验证了理论分析的正确性。     

新型单相光伏并网逆变器的研制

为满足小型家用单相光伏发电系统的需求,研制了一台6 kW单相光伏并网逆变器.该逆变器前级采用Boost电路,后级采用全桥逆变电路.全桥逆变电路采用单极性倍频正弦波脉宽调制(SPWM)调试方式,使逆变器在开关频率较低的条件下,输出电流波形畸变率能满足相关标准要求.逆变器控制系统采用基于比例谐振(PR)控制器的电流环及电压...     

SPWM逆变器死区影响分析

通过建立数学模型分析正弦脉宽调制(SPWM)逆变器死区对桥臂和输出电压基波和谐波含量的影响机理,首先在开环情况下分析死区对桥臂电压基波与低次谐波的影响;接着分析闭环情况下死区影响输出电压谐波含量的关系,提出在闭环情况下理论建模时将死区的影响等效为在桥臂电压上叠加了相应谐波频率次的误差电压的分析方法并证明其正确性,进一步提出闭环情况下由于死区引起的低次谐波的估算方法,并从参数设计的角度指出减小死区影响的方法.另外提出考虑死区对基波影响后的逆变器直流母线电压(调制比)优化选取方法.通过仿真和实验验证了以上结果的正确性,研究结果可用于指导SPWM逆变器的参数优化设计.     

考虑死区效应单相逆变器开关频率分析

针对逆变器死区效应引起的输出波形畸变问题,以单相电压型双极性SPWM逆变器为研究对象,提出一种以输出电压THD值最小为指标的选取逆变器开关频率的方法。首先,利用双重傅里叶变换和贝塞尔函数,推导了考虑死区效应情况下输出SPWM的傅里叶级数展开式。通过对输出SPWM电压进行频谱分析,研究了THD值和不同开关频率的关系。经研究发现,存在最优开关频率使得输出电压的THD值最小。其次,采用分段线性拉格朗日插值法,拟合不同死区时间选取最优开关频率的公式。最后,以TMS320F28335为控制芯片,搭建了单相双极性全桥逆变器试验样机,验证了理论分析与所提方法的有效性。实验结果表明,所提出的逆变器开关频率选取方法在减小输出电压THD的同时,减小了开关损耗,提高了直流侧电压利用率。     

混合五开关五电平光伏并网逆变系统研究

介绍了一种用于光伏并网系统的单相混合五开关五电平逆变器。该逆变器包含了1个全桥逆变电路及由4个二极管和1个开关组成的辅助电路,加入的辅助电路使得传统的三电平全桥逆变电路的输出变为五电平。分析了五开关五电平逆变器的工作过程,采用1个参考信号交替与2个载波信号进行比较的SPWM控制策略,获得了5个开关的开关信号。通过仿真对该逆变器的可行性进行了验证,逆变器输出电压和电流的谐波畸变率低,且并网电流与电网电压同频同相,满足并网要求。     

三相SPWM逆变器的谐波分析及其抑制策略

对三相电压型SPWM逆变器输出电压和电流谐波及其产生规律进行了讨论,并提出了一种新的易于工程实现的谐波抑制策略,该方法通过正确选择载波频率和在正弦调制波上叠加-个三次波使之成为鞍形波,产生相应的SPWM波形来控制逆变器开关器件的通断从而改善输出波形.数学分析表明有利于降低输出电压THD(波形畸变系数)、改善谐波电流损耗和转矩特性,仿真结果证明了这些措施的有效性和实用性.     

SPWM面积中心等效法研究

在分析现有SPWM面积等效方法的基础上 ,提出了一种SPWM面积中心等效法。文中给出了按照面积中心等效法合成SPWM波形的机理以及面积中心等效算法 ,并对双极性面积中心等效法生成的SPWM波形进行了谐波分析。仿真结果表明 ,按面积中心等效法合成的SPWM波形与传统的面积等效法合成的SPWM波形相比 ,其基波分量增大 ,低次谐波分量明显改善。     

基于微粒群算法的三电平正弦脉冲宽度调制开关时刻优化

最优化正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation，SPWM)控制是含约束条件的非线性优化问题。该问题的核心是计算出SPWM 的开关时刻，确定特定的开关切换，从而产生预期电压波形，使其基波为给定值，总谐波含量最小。该文首次将粒子群算法用于三电平正弦脉冲宽度调制开关时刻的优化。在满足一定约束下，用该方法来减小变换器的总谐波畸变率(THD)，以达到消除谐波的目的。仿真研究表明，与自然采样法和遗传算法相比，该方法能更有效、更快速找到最优的SPWM开关时间。     

高通滤波反馈型正弦脉宽调制逆变器研究

通过分析SPWM逆变器的谐波成分和来源,建立了一种更接近实际的逆变器控制模型,提出了运用有源高通滤波器进行局部反馈控制,消除输出平均值反馈型正弦波逆变器谐波的逆变电源设计方法,并运用乃奎斯特稳定判据分析了系统的稳定性,得出设计参数,利用该方法可以有效地解决输出平均值反馈型正弦波逆变器在非线性负载条件下输出电压波形的失真问题,从而在发挥输出平均值反馈型正弦波逆变器的优势的同时,扩大了其应用范围。之后,利用MATLAB进行了仿真,制作了实验电路,仿真和实验结果进一步证明了该理论的正确性以及该方法的合理性。     

基于傅立叶分析的三相SPWM逆变器死区效应与补偿研究

为了减少逆变器输出波形所含的谐波分量,降低二极管钳位型三电平逆变器的死区效应对输出电压基波和低次谐波的影响,提出了适用于二极管钳位型三电平逆变器的死区补偿方法。利用傅立叶变换分析了三相SPWM逆变器死区时间影响输出波形谐波分量的机理,在载波的开始和中间分别采样输出电流,根据检测到的输出电流方向调整功率器件的开关动作时刻,最终使得输出电压波形与理论波形一致,达到良好的补偿效果。该方法能有效减小输出谐波含量,并恢复由死区效应引起的有效值损失。通过Matlab仿真,验证了方法的可行性。     

单极性弱倍频SPWM逆变器控制技术

单极性倍频正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)驱动波半周内的矩形脉冲数为偶数(倍数)。该驱动方法在输出电压波形对应基波电压峰值的部分有一个最小的关断脉冲,当系统高功率因数时,会产生很大的损耗。针对这一问题,考虑取消在输出电压波形对应基波电压峰值处的最小关断脉冲,使驱动波半周内的矩形脉冲数为奇数,形成单极性弱倍频SPWM控制的新方法。根据现有的SPWM控制方法,建立了逆变器仿真模型,分析了单极性弱倍频控制下逆变器输出电压的谐波含量和开关器件的损耗。在理论和仿真分析的基础上搭建了硬件平台,实验验证该方法相比单极性倍频SPWM在保持谐波总含量基本不变的情况下,降低了开关损耗。实验的结果表明在新的控制方式下逆变器效率提升1.6%~2.0%。     

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。     

FMSPWM逆变器输出波形谐波分析

双极性FMSPWM逆变器以较小的循环电流实现软开关,其电路简洁,便于控制,是一种较好的工作模式.本文对双极性FMSPWM逆变器输出谐波进行了详细的分析,结论表明在载波频率基本相同的情况下,FMSPWM逆变器的谐波分布与SPWM模式下的逆变器谐波分布基本相同,同时FMSPWM逆变器可以极大地减少死区对输出谐波的影响,并可以以较小的环流实现软开关,减小输出滤波器尺寸,改善输出波形质量.最后通过实验验证了上述理论的正确性.     

三次谐波检测无刷直流电机转子位置的研究

论述了一种用三次谐波检测转子位置的新方法。与传统的反电动势法检测转子位置相比较，三次谐波法实现简单，可检测速度范围更宽，不需要深度滤波。文中抛弃了将三次谐波直接输入DSPA／D口的传统做法，而是将反映三次谐波相位信息的方波输入DSP的I／O口，利用DSP强大的数据处理功能，提出了用软件实现数字锁相功能和对换相时刻的准确估计，去除了传统的硬件积分方法；提出用模拟相电压代替传统的端电压作为辅助检测信号；从而简化了硬件电路，提高了转子位置估计的精度和可靠性。实际试验表明，这种方法能够准确而快速的估计转子位置，动静态特性良好，整个系统结构紧凑，可靠性高。     

消谐法SHEPWM的谐波影响数值分析

为了研究特定谐波消除脉宽调制技术(SHEPWM)的谐波影响,采用数值法计算了SHEPWM线电压波形特征及全电压范围的谐波分布、THD、转矩脉动。并与不对称规则采样正弦波脉宽调制(SPWM)进行了数值对比。结果表明,相同开关频率下,在M>0.54区间,SHEPWM的转矩与转速脉动优于SPWM的对应值;而在M<0.54区间,SHEPWM不具有优势。在M∈[0,1]区间,SPWM的THD优于SHEPWM。因此,不同PWM的转矩脉动比值与相应的THD比值之间不具有对应关系。所得结果为客观评估SHEPWM技术性能及其谐波影响提供了新依据。