基于DSP单相PWM控制的五电平逆变器

多电平逆变器以其输出谐波小,功率容量大,电磁兼容性好等特性而倍受重视.提出了单相五电平逆变器拓扑结构和控制策略,利用DSP TMS320LF2407的硬件资源,实现了SPWM规则采样,采用三角载波POD消谐波PWM调制策略得到五电平脉冲输出波形.结果证明,基于DSP单相PWM控制的五电平逆变器有效减少了谐波含量,改善了输出波形的动态性能和稳态性能,提高了输出电能质量.     

通用组合逆变器拓扑结构及调制策略研究

本文在已有的多电平逆变器基本拓扑结构基础上,提出了一种通用的混合逆变器拓扑结构,并对两种等压比的混合拓扑结构在调制策略上进行了拓展并分别做了载波移相、空间矢量移相PWM的仿真研究以及空间矢量移相PWM调制策略在级联H桥逆变器中的实验研究。数学推导、仿真及实验结果均证明,采用移相调制策略得到的混合逆变器的输出电压具有输出波形质量较好,低次谐波畸变率低等优点。对多电平逆变器在实际中的应用有一定的指导意义。     

基于控制自由度组合的多电平PWM方法及其理论分析

利用多电平逆变器载波之间在竖直方向的位移和水平方向的位移这两个自由度，从理论上进一步研究了二极管箝位型多电平逆变器的三类新型PWM方法：COPWM-A、COPWM-B和COPWM-C。通过双重傅立叶变换及其相关性质，理论上定量分析和计算了三类调制方法输出电压的谐波分量。根据COPWM-A、COPWM-B和COPWM-C三类调制方法线电压的谐波分量理论表达式，可以得出三类调制方法的理论频谱，并给出了三类PWM方法的特点。通过对三类PWM方法谐波性能的比较，得出了COPWM-A调制方法输出线电压的谐波性能最优的结论。根据线电压的谐波分量理论表达式，获得了载波之间竖直方向的交叠量、幅值调制度和多电平逆变器谐波性能指标之间的规律。     

基于载波的五电平逆变器准最优PWM方法研究

多电平逆变器作为一种应用于高压大功率变换场合的新型变换器,其相应的电路拓扑结构和PWM控制方法是研究的热点方向。本文针对多电平载波PWM技术中电压调制深度低和基波幅值小的问题,提出了一种新颖的多电平准最优PWM法,分析了输出最大电压调制深度、基波幅值和谐波畸变率等,并进行了计算机仿真。仿真结果表明,该方法极大地提高了输出电压调制深度和基波幅值,文中同时给出了输出电压开关切换角、最优调制波形等的求解方法。     

基于PSM技术的一种新颖级联多电平变换器研究

脉冲阶梯调制(PSM)技术是将脉宽调制(PWM)技术和阶梯调制(SM)技术相结合,是级联多电平逆变器中一种广泛应用的调制方式。将PSM技术应用于级联多电平变换器,控制方便简单,能用较少的H桥输出较多的电平数且输出电压连续可调。仿真和实验结果表明,PSM技术能够很好地应用于级联多电平变换器中,输出电压波形总谐波畸变率小。     

多载波水平调制策略的谐波分析及数字化实现

多电平逆变器由于输出容量大、输出电压谐波含量小等优点,在中高压应用领域得到了广泛的应用,同时,调制策略的优劣严重影响着多电平逆变器的性能。以优化谐波为目的,针对多单元H桥串联型多电平逆变器,推导了一种二重化与多载波水平移相式PWM调制策略谐波表达式,详细分析了其谐波分布特性,从理论上论述了水平移相调制策略谐波消除的根本原因。最后,以DSP与CPLD为基础,提出了一种水平移相式SPWM调制策略数字化实现方式,并搭建了一套多单元串联型逆变器数字化实验系统。仿真与实验结果对所采用的谐波分析方法及水平移相PWM调制策略的特性进行了验证。     

多载波水平移相PWM调制策略的谐波分析

多电平逆变器由于输出容量大、输出电压谐波含量小等优点,在中高压应用领域得到了广泛的应用,同时,调制策略的优劣严重影响着多电平逆变器的性能。基于双边傅立叶变换,提出了一种多载波水平移相调制策略谐波分析方法,得出了输出电压谐波的解析表达式,从理论上论述了水平移相调制策略谐波消除的根本原因。在此基础上,以优化谐波为目的,针对多单元H桥串联型多电平逆变器,推导了一种二重化与载波水平移相相结合的PWM（Pulse Width Modulation）调制策略谐波表达式,详细分析了其谐波分布特性,概括出采用模块化的多电平拓扑结构谐波消除的一般原则。最后,以DSP与CPLD为基础,搭建了一套多单元串联型逆变器数字化实验系统。仿真与实验结果对所采用的谐波分析方法及水平移相PWM调制策略的特性进行了验证。     

正负斜率锯齿载波下软开关三相逆变器的电流补偿方法

在本软开关三相PWM逆变器中,采用正负斜率锯齿载波调制方式,可实现逆变器开关器件的软开关动作,但同时会出现逆变器输出电流波形失真。本文根据电机相电流过零时的PWM动作模式和磁链轨迹,对此电流波形失真形成的原因进行了详细的分析,探明了其失真原因,提出了一种电流补偿方法,即在某相电流极性翻转后,立即对此载波周期中的PWM脉冲宽度进行调整,较好地改善了逆变器的输出电流波形。实验结果证明：采用了本文提出的电流波形补偿方法后,逆变器输出电流波形具有良好的正弦度,系统谐波分量小。     

H桥多电平逆变器的混合载波交叠式PWM控制

为了增大逆变器的功率等级,改善输出电压的波形质量,提出了一种级联H桥多电平逆变器拓扑和与其相对应的PWM载波调制控制策略。该方法是根据传统混合频率载波调制策略,采用了同相的交叠式三角载波调制,结合了同相层叠式载波调制较好的消谐特点以及使高低压单元功率自然平衡的特点,使级联H桥多电平逆变器拓扑结构不仅可以输出多电平,还能解决混合调制下的功率环流现象,而且逆变器模块化比较简单,可以使逆变器在输出周期内功率达到自然平衡。以2个高低压单元为例,进行了仿真实验。实验结果验证了该逆变器结构和控制策略的可行性。     

单相五电平逆变器3次谐波自消除SHMPAM

为提升低开关频率单相五电平电压源型逆变器的输出电能质量,设计了一种改进的特定谐波缓解脉冲幅值调制(SHMPAM)策略.为单相五电平级联H桥逆变器的两个开关角建立了约束条件,从而推导出谐波幅值表达式,达到使3倍频谐波自消除的目标,同时还可以降低5次和7次谐波含量.利用一台单相五电平级联H桥逆变器样机开展了实验测试,结果表明新调制算法具有理想的3倍频谐波自消除能力,可作为单相多电平逆变器带线性和非线性负载的优化配置方案.     

基于电容箝位五电平H桥的逆变器应用

为研究基于电容箝位五电平H桥逆变器的应用,以电容箝位5电平H桥构成三相逆变器,结合电容箝位3电平和常规H桥电路的优点,并采用消谐波PWM和载波相移PWM相结合的调制策略,对所采用的逆变器拓扑及其控制策略的有效性进行了仿真和实验验证。结果表明:所采用的逆变器拓扑可以方便地得到5电平输出,提高了输出电压和功率等级;所采用的控制策略能够有效提高等效载波频率,降低滤波器的体积和容量;两种调制方法的结合可发挥各自的优势,使控制灵活、实现简单。     

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。     

三电平变频调速系统SVPWM和SHEPWM混合调制方法的研究

三电平中点钳位逆变器在高压大容量变频调速中得到了广泛的研究和应用。该文在三电平高压变频器中同时应用SVPWM和SHEPWM，即低频时采用异步SVPWM，高频时采用SHEPWM，避免了高频时SVPWM谐波特性变差和SHEPWM在低频时存储量大的缺点，充分发挥了二者的优点，使变频器在整个工作范围内都可以有效抑制低次谐波，得到较好的输出波形。混合调制的难点在于衔接问题，文中分析了影响二者之间平滑切换的原因并提出了具体的解决方法，保证了切换过程中电压和电流没有跳变。采用PSIM软件对三电平SVPWM和SHEPWM进行了仿真研究，并在实际三电平变频器控制平台上进行了实验。仿真和实验结果证实了该文的混合调制方法在低频和高频都有较好的谐波特性，二者间的平滑过渡保证了混合调制的实用性，并已用于实际三电平变频器之中。     

二极管箝位式多电平逆变器PWM控制技术分析

高压多电平逆变器是高压变频技术领域中发展的一个新分支,本文基于对五电平逆变器控制分析,介绍了二极管箝位式多电平逆变器的单脉冲控制、基于载波的SPWM控制和一种用于五电平逆变器的复式(混合式)控制,并在国外中压交流异步电动机上进行了仿真分析,给出了相应结果。     

新型单相逆变电源及其调制方式的研究

提出了一种基于调制波重构技术新型的单相逆变电源。通过对其谐波产生原因进行深入细致分析,并研究电力系统处于三相平衡状态和不平衡状态对逆变电源工作特性的影响,提出了一种新的谐波消除脉冲宽度调制方法。该方法的采用简化了逆变电源主电路结构,可以大大减小甚至去掉了传统逆变电源的直流侧滤波电容。该逆变电源具有网侧电流畸变率低、输出电压谐波小及响应速度快等特点。最后通过仿真比较了基于调制波重构技术的新型逆变电源和基于传统技术的逆变电源的性能,结果验证了理论分析的正确性,证明此种新的逆变电源及其调制波生成方法的良好特性,具有广阔的应用前景。     

单相MPUC多电平逆变器载波层叠随机PWM方法

MPUC (Modified Packed U-Cells, MPUC) 多电平逆变器具有结构简单和成本低廉等优点。提出一种单相五电平MPUC逆变器载波层叠随机PWM方法。该方法首先利用遗传算法实现三角载波频率随机化,并通过载波层叠方式产生逆变器的随机化驱动信号,从而实现单相MPUC逆变器的随机PWM控制,降低功率谱密度图中的尖峰值。该方法同样适用于其它电平数的MPUC多电平逆变器,仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于改进PR控制器的新能源并网检测平台设计

提出一种新能源并网检测平台,用于并网逆变器的性能检测。该平台采用背靠背式PWM变换器的电路拓扑结构,整流器采用基于LC滤波的三相整流器,逆变器采用三个H桥逆变器,分别发生三相电压。检测平台采用电压电流双环控制策略,能够模拟电网电压幅值跌落、三相不平衡、电压谐波及频率偏差等电能质量实际运行情况。为提高输出电压稳态精度,提出一种基波和谐波分开控制的改进的PR控制器,应用于逆变器的控制系统,通过极点配置的方式进行控制参数设计。实验验证了该方法的有效性和可行性。     

感应耦合电能传输系统的移相与脉冲密度混合电压调控策略

针对感应式无线电能传输系统中高频逆变器效率和负载电压无级调节的两个关键问题,提出一种移相脉宽调制(PSPWM)和脉冲密度调制(PDM)兼用的混合调制方法,其中,变流器主频率一定、开关处于电压软开关状态,有选择地对PDM中某一脉冲实施移相处理,并利用脉冲密度数和移相角大小调节输出电压和功率,实现变流器的高效率运行和输出电压平滑稳定调节。通过实验,对上述PDM和PSPWM与所提出的混合调制方式的负载输出电压平滑性与逆变器效率进行了对比分析,所提出的混合调制方式在实现无级调压的情况下纹波系数较PDM减少了9%、逆变器的损耗相对于PSPWM减小了5%~20%。     

单相固态变压器逆变级的建模与控制

为了实现固态变压器逆变级在不同调制方式的高性能控制要求,采用开关周期平均法和小信号扰动法,建立了单相固态变压器逆变级在双极性调制和单极性调制方式下的连续数学模型,并分别推导了内环电流对占空比的传递函数以及外环电压对电流的传递函数。明确了其数学模型和传递函数在单极性和双极性调制方式下是不一致的,避免了采用同一个数学模型所导致的控制性能不佳等问题。依据串级系统原理,设计了外环电压子系统和内环电感电流子系统,并提出了具体PI控制器参数设计方法。实验结果表明,建立的系统模型正确,且逆变级输出电压稳态精度高,响应速度快,电压总谐波畸变率低,表明控制策略设计合理。