电压电流双闭环控制PSM级联逆变器研究

本文研究了基于脉冲阶梯调制（PSM）技术和电压电流双闭环反馈技术的级联逆变器。脉冲阶梯调制（PSM）技术是将脉宽调制（PWM）技术与阶梯调制（SM）技术相结合,是高电压、大功率电源系统中的一种最要的调制技术。采用电流反馈可以有效地抑制负载电流的扰动,电压反馈能及时、快速地校正输出电压波形。仿真结果表明,采用电压电流双闭环反馈技术的PSM级联型逆变器的输出波形特性好,具有优良的稳态和动态性能。     

基于级联逆变器的光伏发电系统的新控制方法

针对传统光伏并网系统结构存在的问题,提出了一种新的阶梯波与电流瞬时值反馈混合控制的光伏并网级联逆变器方案.该方案对一部分级联单元采取梯形波控制,一部分级联单元采取带电流瞬时值反馈的倍频移相SPWM控制,两部分串联叠加形成输出电压,并对逆变器输出电压进行了谐波分析.针对阶梯波调制逆变器的触发角提出了一种简易算法,该算法适...     

基于阶梯波与瞬时值反馈混合控制的光伏并网级联逆变器

针对传统光伏并网系统结构存在的问题,提出了一种新的阶梯波与电流瞬时值反馈混合控制的光伏并网级联逆变器方案。该方案一部分级联单元采取梯形波控制,一部分级联单元采取带电流瞬时值反馈的倍频正弦脉冲宽度调制,2个部分串联叠加形成输出电压。逆变器输出电压的谐波分析表明:调节正弦脉冲宽度调制波的移相角可以调节输出电压幅值和功率因数;逆变器输出电压低频谐波主要由阶梯波引起,为输出滤波器的设计提供了理论依据。对阶梯波调制逆变器的触发角提出了一种简易算法,该算法适用于电压级差不等模式且可实现触发角在线计算。实验结果表明,该方案结构简单,可靠性高,能有效降低开关损耗。     

电容电流瞬时值反馈控制逆变器的数字控制技术研究

采用电容电流反馈的双闭环瞬时值控制的逆变器具有输出波形正弦性好、动态响应快、输出外特性硬和稳态精度高等特点。该文基于状态观测器，对电容电流反馈瞬时值控制电路的数字实现方法进行研究，提出了基于电容电流反馈的解耦控制方法；设计了电流内环数字控制器，提出了一种电容电流采样时序，采用该采样时序可以真实反映电容电流开关周期内的电容电流平均值；提出了基于PWM逆变桥离散化模型的电容电流观测方法，可对电容电流做出准确观测，补偿数字控制器的采样延时和计算延时；提出了瞬时值电压控制外环的滤波方法，以提高输出电压的稳态精度。仿真和实验结果表明，该方案可以达到模拟电路实现双环控制的效果。     

数字双闭环控制单相逆变器试验研究

根据电容电流反馈的数字双闭环瞬时值控制理论,设计出5 kVA单相逆变器。     

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.     

基于单周期控制的LCL并网逆变器控制策略研究

采用单周期数字控制技术以提高LCL型并网逆变器对电压源侧输入扰动的抑制能力和系统的动态响应,以电容电流反馈作为内环、入网电流反馈作为外环的双闭环反馈控制为系统的主要结构。其中,单周期控制采用双极性算法,对内环输出信号进行逆变器开关管占空比的调制,内环在反馈通道使用比例控制,外环在前向通道使用比例积分控制。分析了以电容电流反馈构建的陷波器抑制LCL谐振的原理,并设计滤波器及控制器参数。通过MATLAB/Simulink仿真平台,建立了LCL型滤波的逆变器并网模型,仿真分析证明了该策略的可行性。     

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。     

电流滞环控制级联型逆变器的矢量控制

为寻求更适合的级联型逆变器的调制方法,研究了电流滞环控制级联型逆变器的矢量控制。该法采用与单极性正弦脉宽调制(简称SPWM调制)相似的单极性电流滞环控制,控制脉冲产生简单。电流滞环控制时采用动态调整滞环宽度实现开关频率恒定,可用类似相移SPWM脉冲产生方式来实现电流滞环控制时H桥级联型逆变器一相多H桥移相控制脉冲的产生;电流滞环控制的级联型逆变器按转子磁场定向矢量系统采用转子闭环,磁甸开环控制。最后仿真与实验结果验证了所提方法正确,逆变器转速外环跟踪性快速,矢量系统动静态性能良好。     

一种用于高压差系统的数字化逆变器设计

设计了一种用于飞轮储能系统的数字化逆变器.针对系统对高效率的要求,优化了单相逆变器的参数;直接采用极点配置法设计了控制器,并通过仿真对其伯德图进行了PID校正,计算出逆变器输出电压瞬时值单闭环控制和电感电流输出电压双闭环反馈控制的PI参数,很大程度上简化了PI参数的求解过程,仿真和实验结果验证了所设计的数字化控制逆变器的可行性和优越性.该系统在电力系统、航空航天等领域亦具有较高的实用性和推广价值.     

一种级联逆变器的分散式滤波器结构研究

本文研究了一种级联逆变器的分散式滤波器结构。和采用集中式滤波器时相比,采用分散式滤波器的级联逆变器不仅具有相同的输出特性,还可以更好地实现级联逆变器的模块化;同时,分散式滤波器结构对开关管的断路故障有较好的容错性,提高了级联系统的可靠性。本文以采用倍频载波相移SPWM调制的四通道级联逆变器为例,对比分析了采用集中式和分散式滤波器的级联逆变器的性能,仿真和实验验证了级联逆变器采用分散式滤波器的可行性。     

三电平H桥级联型逆变器

级联型多电平变频器输出电压谐波含量小,易于实现模块化,适用于高压大功率场合.本文主要针对三电平H桥级联型逆变器的拓扑结构和控制方式的相关问题进行分析与研究.级联个数不同,对控制方法也有不同的要求.提出了基于载波层叠调制和载波移相调制的混合载波调制方法,三电平桥臂内采用反相层叠载波调制,级联单元间及桥臂间均采用载波移相调...     

45°坐标下级联逆变器基于三电平逆变器SVM

分解H桥级联型逆变器结构,其实质可等效为多个三电平逆变器的叠加.利用三电平逆变器空间矢量调制( SVM)技术来研究级联型逆变器SVM,可简化其矢量的分析与求取.三电平逆变器在传统的SVM中扇区定位与矢量作用时间计算复杂,为了简化其矢量的求取,研究了其在45°旋转坐标平面中基于三电平逆变器的SVM.最后,通过实验验证了所提方法的正确性.     

Cascaded Common Nodal Point Multi-level Inverter Topology

Recent trends in the multi-level inverter (MLI) technology demand reduced number of switches, driver circuits, isolated DC sources, peak inverse voltage (PIV), appreciable number of voltage level, and lower total harmonic distortion. This paper presents an improved cascaded MLI configuration. Each module comprises ten switches, two isolated DC sources, and two capacitors; it can generate a maximum of 9-level output voltage waveform. Optimized switching sequence is developed that ensures minimum switching transitions and is implemented through single-carrier pulse width modulation for the control of the proposed topology. The classical cascaded H-bridge inverter and some recently developed MLI configurations were compared with the proposed inverter circuit. Results show that the proposed inverter configuration generates high number of output voltage levels with reduced number of power switches and PIV. It also has a lower per-unit power loss profile. Unit capacitor voltage balancing scheme is developed, which ensures proper control of the unit step voltage level in each of the cascaded modules, at extreme loading condition. For two cascaded inverter modules, simulation and experimental verifications are carried out on the proposed inverter for an R–L load. Simulation results of the output voltage waveforms and its harmonic spectrum are in conformity with experimental results.     

单一直流电源供电七电平级联逆变器的研究

针对传统的级联逆变器需要多个独立直流电源供电存在的问题,提出了一种只需一个直流电源供电、可实现七电平输出的级联逆变器。分析了这种级联逆变器的两种工作模式,给出了逆变器的控制调节方法。最后通过实验结果,验证了单一直流电源供电七电平级联逆变器理论分析的正确性。这种级联逆变器不但控制简单,能输出很好的电压波形,还可以减少直流电源数,提高直流电源的利用率。     

10kV链式STATCOM的研究与设计

针对高压10kV供电系统,详细介绍了链式静止同步补偿器(STATCOM)装置结构,该装置采用级联H桥逆变器模块作为主拓扑,该结构具有逆变器输出电压等级高且谐波含量少等优点。同时设计了级联H桥逆变单元参数,采用单极倍频CPS-SPWM调制技术,控制各开关器件的脉冲,实现对链式多电平STATCOM装置的控制。最后,搭建STATCOM实验样机,试验证明文章所述理论的有效性、正确性和优越性。     

单相级联多电平H桥整流器有限集模型预测电流控制

本文以基于电力电子变压器的高速列车牵引传动系统中的单相级联多电平H桥整流器为控制对象,以提升系统动态响应速度、减小网侧电流谐波含量为控制目标,提出了一种基于两矢量的有限集模型预测电流控制算法。首先,推导单相级联多电平H桥整流器的α-β静止坐标系下数学模型;然后,基于空间矢量调制思想,对单相级联多电平整流器进行基本电压矢量定义与空间扇区划分;在此基础上,建立包含最小电流误差的目标函数,通过对其求导实时计算出两个矢量的最优占空比,同时为了保证各模块直流侧电容电压的平衡关系,设计了选取冗余矢量的原则。与基于PI的瞬态电流控制算法相比,所提出的模型预测控制算法无需内环PI控制器,显著提高了电流内环的动态响应速度;最后,对所提算法与传统的瞬态电流控制算法进行硬件在环半实物实验对比研究,结果表明了所提算法的可行性与有效性。     

级联H桥多电平并网逆变器的模型预测控制研究

模型预测控制由于具有动态响应好、电流跟踪能力精确等优点,现今它已在功率变换器领域成为一种有前景的控制技术。采用一种改进型模型预测控制策略,主要研究级联H桥多电平逆变器的模型预测并网控制,解决多电平并网逆变器计算量大、难以在线实施控制的缺点。以dSPACE/DS1104作为控制器,级联H桥7电平光伏并网逆变器为硬件平台,通过实验验证模型预测控制技术在光伏并网逆变器控制上的优越性能,分析不同功率因数下并网逆变器对电网电流的影响。