新型三相混合不对称九电平逆变器研究

该文提出了一种混合不对称三相九电平逆变器，这种新型的多电平逆变器将不对称五电平逆变器与传统的两电平全桥逆变器级联在一起而获得的。该文对这种逆变器进行了分析，提出了一种新型混合不对称调制方法，并对单相中每个模块的输出电压的频谱和不对称五电平模块的直流母线电容电压不平衡问题进行了分析。文中进行了瞬时反馈数字控制器的设计，最后给出仿真分析和实验验证结果。     

二极管钳位型单相三电平逆变器空间矢量脉宽调制方法

对单相二极管钳位型对称三电平逆变器和一种新型单相不对称三电平逆变器两种拓扑进行研究,提出一种适用于这两种拓扑结构的单相三电平逆变器空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)方法。该方法将单相空间矢量图分为4个区间,根据伏秒平衡原理,利用区间内的两个电压矢量实现对输出参考电压矢量的合成。提出根据负载电流方向和直流侧电容电压偏差的大小,来调整正负小矢量的作用时间的五段式脉宽调制方法,实现单相对称三电平逆变器直流侧电容中点电位的精确控制,减小开关器件的频率。在该调制方法下,新型不对称逆变器允许开关速度较快的器件和耐压值较高的器件工作在一起,结合了这些开关器件的特点。对两种单相三电平逆变器进行分析比较,并在两种拓扑上对本文所提SVPWM方法进行仿真和实验验证。     

电压自平衡式不对称多电平逆变器对电机调速的研究

多电平逆变技术已广泛应用于高压大功率的场合.不对称6电平逆变器由于其结构简单且输出没有0电平而受到广泛的关注.而高压大功率多电平逆变电路的一个技术难点是中点电压的控制问题.该文提出了一种新型的单相不对称混合六电平逆变器拓扑结构.该结构是由两电平半桥单元和三电平半桥单元级联而成的,这种拓扑结构无需特殊的均压电路或复杂的电...     

一种新型单相三电平逆变拓扑研究

电压型逆变器在生活中广泛应用,针对传统两电平逆变器开关损耗大、输出谐波大的缺点,把一组反向耦合的电感交错并联至传统两电平全桥逆变拓扑的两桥臂之间,提出一种新型单相三电平半桥逆变拓扑。该拓扑可以在某几种特定工作模态利用反向耦合电感箝位出零电平,实现三电平输出。该拓扑比传统的三电平逆变电路使用更少的功率开关器件,因而控制更加简单。为此,分析和讨论此种新型单相三电平逆变拓扑的各个工作模式,并搭建MATLAB/Simulink仿真模型验证。仿真结果与讨论结果一致,表明该新型逆变拓扑正确和有效。     

5kW单相光伏逆变器的系统设计

研究了单相光伏逆变器的系统设计,采用三电平半桥技术解决了单相光伏逆变器的共模电压问题;系统分析了单相三电平光伏逆变器的模型与控制方法;提出了一种基于馈网电流的三电平电容中点电压控制方式,成功解决了中点电压不平衡问题。通过仿真和样机实验分别对5 kW单相光伏逆变器的系统设计进行了验证。     

基于DSP的新型单相电流型多电平逆变器的研究

现有的多电平变换技术主要是针对电压型逆变器,但随着超导储能技术的发展,电流型逆变器的储能效率问题必将得到解决,电流型多电平逆变器也将得到广泛应用。本文提出了一类新型单相直接式电流型多电平拓扑,该类拓扑结构非常简单,所用开关器件和均流电感的数目非常少。文中分析了由该类拓扑组成的单相五电平、七电平变流器的工作原理,并将拓扑扩展到N电平的情况。针对所提出的单相五电平电流型逆变器,进行了仿真分析。最后根据实验情况,给出了一种用DSP产生控制信号的方法。五电平电路的仿真结果和实验波形验证了所提出拓扑的正确性和可行性。     

一种改进的二极管钳位型多电平变换器拓扑

多电平电路在高压大功率领域的拓展受到其复杂电路拓扑的制约,因此近年来不断有新型多电平电路结构被提出。本文在传统多电平逆变器拓扑结构的基础上,提出了一种新型单相七电平电压源逆变器拓扑。新型电路拓扑是在传统的单相全桥五电平钳位二极管电路基础上,增加了两个开关器件,利用10个开关器件以及4个钳位二极管产生了7种不同的电平输出。详细分析了该逆变器的拓扑结构,给出了PWM控制策略。最后通过仿真实验验证了这种拓扑的可行性。该逆变器对传统钳位二极管逆变器在结构上做出了优化。     

五电平逆变器钳位电容平衡控制策略研究

为了避免中点钳位/H桥五电平逆变器拓扑结构中因直流母线上存在2个钳位电容而造成母线中点电位平衡控制较为复杂的问题,介绍了一种由单电容钳位的三电平拓扑与半桥组合形成的五电平逆变器拓扑。该五电平逆变器拓扑只需要保证一个钳位电容在每个三角载波周期内充、放电时间相等,即可实现钳位电容电压平衡控制。对此提出一种新型的SPWM控制策略,该策略采用方向相反的2个调制波对正、负半周期交错的三角载波进行调制,从而实现钳位电容充、放电平衡。以单相电容钳位五电平逆变器为例,对其拓扑结构和工作原理进行了详细分析,提出了钳位电容平衡控制策略,并通过仿真研究和实验结果验证了所提控制策略的正确性与可行性。     

一种新型多电平滞环比较跟踪控制方法的研究

滞环比较跟踪控制方法具有响应速度快,跟踪精度高,鲁棒性强等优点.以级联型五电平逆变器为例,介绍了一种新型多电平滞环跟踪控制方法.为将多电平开关切换平均分布在各个半桥,采用该方法控制同一电平阶梯内的开关状态循环分配,使单管的开关频率降低.为了实现电平阶梯间的跳变,使用该方法对误差信号与上下阈值的比较结果加以判断,使跳变过程中平均跟踪误差为零.将该方法应用于单相H桥逆变电路中,给出仿真和实验结果,验证了理论分析的正确性.     

新型单相五电平电压源逆变器

为了改善传统多电平逆变器电路结构复杂的问题,利用较少的功率器件实现尽可能多的电平输出,提出一种新型单相五电平电压源逆变器。新型电路扑结是在传统的单相H桥型电压源逆变器的基础上,增加了两个单向功率开关,利用6个功率开关在交流侧就可以产生5个不同的电平输出。在分析电路拓扑工作原理和6种工作模式的基础上,给出了简单的PWM控制策略。实验结果验证了电路拓扑及其控制方法的有效性。     

新型不对称五电平逆变器的输出电压频谱分析

本文研究了一种新型的不对称五电平逆变器的电路拓扑,并分析了其采用的混合调制策略。基于文中所提方案,快速器件和高压器件能协调工作。为精确测算输出电压频谱,建立了三种载波分布下的调制过程数学模型,继而运用Bennet扩展方法推导出严格的频谱表连式。文中总结了调制比全范围变化时的输出电压频谱特性。实验有力地证实了理论分析和方案的可行性。     

新型混合不对称九电平逆变器的调制方法及输出频谱特性

介绍了一种新型混合不对称九电平逆变器,它由一不对称五电平逆变器和一全桥逆变器级联而得,级联逆变器的直流母线电压相等。该逆变器采用混合不对称调制方法,可使耐压器件和快速器件协同工作。构建了3种常用载波分布下的调制过程数学模型,从而通过Bennet扩展方法得到输出电压的严格数学表达,这有利于精确分析输出频谱。总结了所有工况下的输出波形频谱特性,并通过试验证实了所述方案的可行性。     

基于EPWM的不对称六电平逆变器研究

研究了一种单相不对称混合6电平逆变器的拓扑结构,该新型逆变器拓扑结构通过一个两电平半桥单元及一个三电平半桥单元级联获得。针对该拓扑结构采用了阶梯波等脉冲宽度调制(Equal Pulse Width Modu-lation,简称EPWM)的控制方法,并在负载端加入了滤波电路。运用DSP硬件平台对该单相不对称逆变器进行了实验验证,两种方法输出波形均很理想。证明了该结构的可行性及控制方法选用的合理性,同时加入负载端滤波电路,使输出波形更平滑,说明了滤波电路发挥了预期作用。     

新型五电平逆变器三维PWM控制

多电平逆变器已广泛应用于动态电能质量补偿，但因其电平增加，控制算法变得更为复杂。文中介绍了一种简单有效的新型控制算法——二层三维脉宽调制(3 Dimensional PWM)滞环控制算法。二层3DPWM滞环控制使控制算法大为简化，降低了对控制系统硬件和软件的要求，从而提高了系统的控制性能。很多三相四线制系统中中性线电流的补偿需要附加一桥臂分支来实现，使得原有的三桥臂逆变器变为四桥臂逆变系统，增加了系统的造价。利用三桥臂中线分开逆变器，可以减少四桥臂多电平逆变器中需要的绝缘栅双极晶体管(IGBT)的数量，降低成本，其补偿效果优于二电平或三电平的滞环算法。系统仿真结果表明，二层3DPWM滞环控制算法应用于五电平的控制是有效的和可行的。     

基于复合控制的新型5电平逆变器的研究

本文分析了一种新型单相不对称5电平逆变器拓扑结构和调制方法,提出了一种负载电流和输出电压前馈的复合控制。此控制器能很好的抑制非线性负载情况下的电压畸变率,同时不要求提供精确的参数,并且设计方法简单方便。最后通过仿真和实验验证了复合控制的可行性。     

A New Cascaded Multi-level Inverter Topology with Reduced Number of Components and Charge Balance Control Methods Capabilities

In this article, a new basic unit for cascaded multi-level inverter is proposed. This inverter is able to increase the number of output voltage levels and reduces the number of power electronic devices. To generate all voltage levels at the output, five different algorithms to determine the magnitude of DC voltage sources are suggested. This inverter is compared with conventional cascaded multi-level inverters. The comparisons show that the proposed topology needs fewer DC voltage sources and power switches, less variety of the magnitude of DC voltage sources, and smaller amounts of blocked voltage by switches. As a result, the installation space and total cost of the inverter decrease. As it is impossible to use charge balance control methods for the asymmetric cascaded multi-level inverters, the developed topology based on the proposed cascaded inverter–the sub-symmetric topology with the usability of charge balance control methods–is proposed. A new algorithm is proposed to determine the magnitude of DC voltage sources. In addition, full-wave and half-wave charge balance control methods are applied in the proposed developed topology. The accurate performance of the proposed topology by applying charge balance control methods is verified through the simulation and experimental results of an 81-level sub-symmetric inverter.     

电流型控制半桥逆变器研究(Ⅱ)--直流电容电压偏差前馈控制技术

电流型控制半桥逆变器直流分压电容存在偏差,实际电路容易失控,限制了其实用性.针对电压电流双闭环瞬时值控制半桥逆变器提出了电容电压偏差前馈控制方案,仿真和实验结果验证了采用该技术后,分压电容的直流偏差被消除,半桥逆变电路在各种情况下都可以正常工作.本文的方法为电流型控制半桥逆变电路的实用创造了条件.     

电流型控制半桥逆变器直流分压电容电压偏差前馈控制技术

电流型控制半桥逆变器直流分压电容电压存在偏差,电容中点的电压偏移容易导致系统失控。文中分析了电流型控制半桥逆变器分压电容不均压产生的原因,并给出了电容中点电压偏移的理论值;针对电压电流双闭环瞬时值控制半桥逆变器,提出了电容电压偏差前馈控制方案。仿真和实验结果验证了采用该技术后,分压电容的直流偏差被消除,半桥逆变电路在各种情况下都可以正常工作。该方法为电流型控制半桥逆变电路的实用创造了条件,同样可应用于电流型控制半桥直／直变换器和直／交变换器。