矩阵变换器直接空间矢量调制策略的优化

矩阵变换器直接空间矢量调制策略存在开关频率倍频现象,开关频率提高会加大系统的开关损耗,增加换流过程和窄脉冲出现的几率,引起输出电压非线性畸变,恶化矩阵变换器的运行性能.提出一种空间矢量调制策略的优化方法,对每个功率器件的驱动信号进行优化分配,降低器件的实际开关频率;为了消除换流延时对输出波形的影响,根据输入电压扇区和输出电流对驱动脉冲进行延时补偿;利用3个零矢量调制消除窄脉冲.实验证明,该方法可以较好地改善低调制比时直接空间矢量调制策略的输出性能.     

新型多重载波无死区SPWM

传统正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)加入死区后会产生逆变器输出电压能力下降、出现相位偏差和电流波形畸变等问题。为了改善逆变器交流侧电流输出波形,解决传统SPWM加入死区后出现的问题,提出一种新型多重载波无死区SPWM调制方法,该方法对调制波采用多重载波调制,产生多路驱动信号,并把电流矢量变换到dq轴进行滤波,根据滤波后电流的方向,采用简单的逻辑运算确定开关管的驱动信号,实现无死区效应的调制方法。该调制方法解决了传统SPWM+死区方法中死区效应导致波形畸变的问题,从根本上解决了死区问题,逆变交流侧输出波形不畸变,正弦度良好。通过理论分析和实验验证该方法的正确性。     

单相特定谐波消除脉宽调制高频逆变器的死区补偿策略

由于死区时间的设置,开关管不能以理想时刻开断,导致逆变器输出波形发生畸变。为改善波形,需要进行死区补偿。以提前关断方式为例,深入分析高频逆变器在消除特定谐波脉冲宽度调制控制时,死区对特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)波的影响,给出了基波幅值和总谐波畸变率随死区时间的变化曲线。提出在正半周期内只对开关管S2和S3的触发脉冲设置死区,在负半周内只对S1和S4的触发脉冲设置死区的死区补偿策略,详细分析死区补偿阶段开关管及相应续流二极管的电流的工作状态。以功率MOSFET为例分析开关管的开通关断过程,并给出了死区时间设置的经验公式。最后,搭建仿真模型和硬件平台对所提死区补偿策略进行仿真和实验,结果表明该死区补偿策略有效缓解了由于死区所造成的波形畸变。     

基于脉冲调整的四桥臂逆变器死区补偿策略

为防止桥臂直通加入死区时间会导致逆变器输出能力下降以及输出波形畸变,需要进行死区补偿。四桥臂逆变器开关状态多,电压矢量分布复杂,死区补偿实现困难。对死区效应及其产生机理进行分析,归纳各相电流极性与对应脉冲调整方案的关系,将基于脉冲调整的死区补偿策略应用于四桥臂逆变器。该补偿策略在同一电流极性下脉冲调整具有一致性,易于实现,仅需判断电流极性即可确定脉冲调整方案,达到校正基矢量作用时间的目的,补偿死区效应。分别在三相平衡及不平衡工况下对基于脉冲调整的四桥臂逆变器死区补偿策略进行仿真和实验分析,结果表明该补偿策略能提高逆变器输出能力,减小波形畸变程度,有效补偿了死区效应。     

电压型逆变器分段死区补偿调制策略

针对电压源型逆变器中死区效应引起的电流谐波畸变问题,提出了一种分段混合式PWM死区抑制策略。一方面在电机定子电流的非过零区域根据电流方向仅动作一个桥臂,实现了死区消除,并针对由器件导通压降与开关延时产生的电压误差进行了修正;另一方面在过零区域采用脉冲等效时间补偿法抑制零电流钳位效应产生的非线性误差。此外在整个区域补偿开关管的开通关断延时及器件的导通压降造成的非线性误差。为了最大限度增加死区消除时间的占比,设计了上述两种调制策略之间的最优切换方法。仿真和实验结果表明,死区分段消除与补偿混合调制策略能够显著减小定子电流的谐波畸变率,并有效抑制死区效应对系统的影响,证明了该方法的有效性和实用性。     

基于阶梯碳交易的多微网电能合作运行优化策略

为了避免逆变器在运行过程中出现桥臂直通问题,器件的驱动时序中需要插入必要的死区时间。然而,死区会带来逆变器基波电压损失与畸变等问题。尤其当采用SiC MOSFET作为开关器件时,较高的开关频率使得波形畸变更严重,这使得传统应用于Si IGBT逆变器的死区补偿策略已经无法适用。为此,在传统死区消除策略的基础上,提出一种分段调制死区补偿策略。该策略通过建立的预测模型得到过零点处的电流纹波值,并以此划分电流过零区域和非过零区域。当输出电流处于非过零区域时,每相桥臂仅对有效器件进行开关动作,互补器件处于关断状态,以提高基波电压幅值;当处于过零区域时,针对死区时间、寄生电容等因素产生的误差,计算出等效脉冲补偿时间用于补偿误差电压,减少波形畸变。最后,仿真与实验结果证明了该补偿策略相较于传统的死区消除策略可减少低次谐波含量,改善输出波形质量,输出电压的THD可减少1.63%。     

双馈电机转子侧变换器死区补偿方法

双馈电机稳定工作时,转子电流频率较低,转子侧变换器所加死区对其影响比较显著.为了改善转子电流波形,分析了死区对变换器输出电压的影响、零电流箝位现象以及死区给输出脉冲带来的不对称性,在此基础上对已有的死区补偿方法进行了改进,将电流矢量所在空间分为6个区域,在每个区域内仅对其中一相输出电压进行补偿,并针对零电流箝位现象进行了补偿.此外,为了避免加入死区给PWM脉冲带来的不对称性,在每个开关周期内对PWM发生器的比较值进行2次修正,以使输出脉冲对称.最后在双馈风力发电实验平台上进行了验证,实验结果表明该补偿策略能够有效地减小双馈电机转子电流谐波且消除了零电流箝位现象.     

一种交流逆变器死区效应半周期补偿方法

为减小死区时间引起的输出电压畸变,对交流逆变器死区补偿策略进行了分析和优化,提出了结合电流采集时刻的半周期死区补偿策略。该策略首先通过计算控制周期(半个PWM周期)内的死区压差,利用伏秒等效原理,获得相应的补偿时间。通过添加输出脉宽偏移,有效地扩大了调制占空比,使补偿策略得到了相应的简化。采用该死区策略可使得每个控制周期的电流采样时刻恒定,减小了电流谐波对控制系统的影响。实验结果表明,该策略易于实现,电流波形能够得到有效地改善。     

光伏并网逆变器中的零电流箝位分析与补偿

分析了光伏并网逆变器中零电流箝位(ZCC)现象发生的原因,并从理论上预测了ZCC区域的边界。研究结果表明,不仅死区时间会引起电流在过零点处的畸变,且每个开关周期内开关管导通延迟时间所引入的额外伏秒损失,也会引起并网电流在过零点附近的畸变。为补偿这部分损失,此处提出了一种双脉冲补偿方法,它是在并网电流过零点附近,对开关器件采用固定脉宽加传统调制脉宽的改进型单极性SPWM方式,使ZCC现象得到了精确补偿,有效地消除了光伏并网发电系统中电流过零点箝位现象。以一台10 kW光伏并网逆变器为测试实例,验证了该补偿方法的有效性。     

一种新颖的电压源逆变器自适应死区补偿策略

为解决空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）电压源逆变器低频和轻载时死区效应导致相电压和相电流畸变、零电流钳位效应等问题,分析死区效应和零电流钳位效应,提出一种新颖的自适应死区补偿策略。该策略无需电流极性检测,在同步旋转坐标系下,通过PI控制器调节扰动观测器观测出的q轴扰动电压,获得死区补偿时间;然后在传统SVPWM基础上,在每个脉宽调制周期内,根据两个非零空间电压矢量作用时间之比分配该死区补偿时间;最后用分配的补偿时间对这两个矢量作用时间分别进行补偿。实验结果表明,所提方法能明显地抑制电流低频谐波,有效地削弱零电流钳位现象,提高系统低速运行性能。     

一种脉冲式死区补偿方法的研究

死区效应广泛存在于电力电子开关器件控制中,死区时间的存在不仅影响了输出电压的准确度和输出电流的谐波特性,在有些系统中还会导致系统出现不稳定的状况。该文针对逆变器的死区效应进行详细分析,综合考虑开关管的死区时间、开关延时、通断损耗等问题对输出电压和电流的影响,提出一种脉冲式的死区补偿方法。不同于传统意义上的死区补偿方案,该补偿方法针对每个开关周期内的实际作用脉冲进行精确补偿。尤其在低速区域,在保证输出电压准确性的同时可降低输出电流谐波。最后,利用300kW大功率对拖电机平台进行验证,仿真和实验结果都证明了该补偿方案的可行性。     

基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电机死区效应分析与补偿

逆变器死区时间使逆变器输出谐波分量增加,电压和电流发生畸变,甚至导致电机在低速下的不稳定运行。为解决上述问题,提出一种基于扰动电压检测的死区效应补偿策略。通过判断输出电压矢量角度获取三相电流方向,从而确定补偿电压矢量。同时,为提高输出波形质量,结合一种零电流钳位效应消除方法,可以同时补偿死区引起的误差电压和消除零点电流钳位现象。仿真和试验结果表明该方法能明显改善电流波形畸变,具有很好的实用价值。     

单相二极管箝位三电平逆变器死区时间补偿技术

针对调制过程中的死区时间导致逆变器输出电压和电流畸变、谐波含量增加等问题,提出一种简单可行的死区时间补偿策略。该策略在传统调制方法的"调制信号"与"死区时间处理"之间增加"死区时间补偿"。以单相二极管箝位三电平逆变器为对象,分析死区时间对桥臂输出电平的影响,根据桥臂电流方向选择延迟开关器件驱动信号的上升沿或下降沿来对死区时间进行合理补偿。相比于传统基于特定调制方式的死区时间补偿技术,该补偿策略简便易行并且与调制方式独立,能够灵活应用于各种不同的调制方式。在MATLAB/Simulink平台上建立仿真模型对该补偿策略进行仿真验证,并设计了基于可编程逻辑器件的死区时间补偿控制核心,搭建物理实验平台进行实验验证。仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。     

一种基于空间矢量调制的矩阵变换器死区补偿方法

矩阵变换器的多步换流在换流的每一步之间插入死区时间，所以在换流过程中，输出电压将发生电压损失和畸变，使输出电流谐波含量增高。该文定量分析了矩阵变换器的换流死区效应，并提出了一种基于空间矢量调制的死区补偿方法，通过对有效空间矢量和零矢量进行校正，达到补偿死区效应的目的，实验证明带死区补偿的空间矢量调制方法是有效的。     

一种新颖的死区补偿时间测量方法

该文详细分析了死区效应对逆变器输出性能的影响，同时，针对三相平衡负载，也讨论了基于平均定子电流的定子侧直流等效电路模型，根据在同一个开关周期内，两种不同的有效电压矢量作用时间与相应的定子电流关系，实现了死区补偿时间的离线动态调整，然后由测量的补偿时间再进行死区效应的在线补偿，另外，根据功率模块相关参数随电流变化导致输出电压损失不同，该文还采用了按照输出电流大小采用不同的死区补偿时间来进行补偿，最后，进行了补偿前和补偿后的实验，结果表明该方法具有较好的补偿效果。     

低压STATCOM死区效应补偿方法的研究

低压静止同步补偿器主电路器件多为三相桥式PWM变流器,由于开关器件的非理想特性以及为避免同一桥臂上、下直通而人为设定的延时会产生死区效应,进而影响系统的补偿性能。在对死区效应产生机理及影响定性、定量分析的基础上,针对传统死区补偿方法需要对输出电流方向检测的不足,提出开关脉冲调整的死区效应补偿方法。通过判断目标电压矢量来获得电流方向,进而调整开关脉冲来实现死区补偿,仿真和实验验证了该方法的有效性。     

三电平逆变器SVPWM的死区补偿和窄脉冲处理

以电压型三电平逆变器为例,分析了基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)三电平逆变器的死区效应及窄脉冲对三电平逆变电路的影响,给出了一种根据输出电流极性修改触发脉冲,从而达到死区时间补偿的方法。在最小脉宽处理区域,通过重新确定起始矢量处理方法避免窄脉冲。仿真和实验结果验证了理论的可行性。     

一种抑制VSI零电流箝位效应的死区补偿方法

电压源逆变器低频和轻载时,死区效应导致相电压和相电流畸变、零电流箝位效应等问题.为解决上述问题,分析死区效应和零电流箝位机理,发现了零电流箝位效应产生的一个主要原因,提出一种死区时间补偿策略.该策略无需电流极性检测,在SVPWM基础上,在每个PWM周期内对两个非零空间电压矢量作用时间分别进行补偿,该补偿根据这两个空间电...     

三相并网型逆变器死区补偿方法

为防止逆变器上下桥臂发生短路,需要在IGBT的驱动信号中设置死区时间。由于死区时间的存在会改变逆变器直流侧的电压输出,导致网侧电流输出畸变,将死区效应所造成的电压扰动矢量进行前馈补偿,根据并网型逆变器的电流特点,提出了一种用低通滤波器与加权滤波的方法获取正序电流的方法,用以判断电压补偿矢量。通过实验验证了该方法的准确性和有效性。     

基于空间矢量脉冲宽度调制的有源电力滤波器死区补偿研究

为了防止逆变器同一桥臂上、下两个开关器件发生直通故障而设置的死区时间使得逆变器无法对指令电流实现精确跟踪,影响有源电力滤波器(APF)的补偿效果,对死区效应的影响进行分析。结合空间矢量控制方法的特点,提出了一种简单、有效的脉冲直接补偿方法。该方法能够精确地消除死区效应的影响,并通过Matlab建立APF的仿真模型。仿真结果验证了该补偿方法的有效性。