弃用中矢量三电平SVPWM矢量控制系统研究

针对中矢量影响二极管钳位型三电平变换器直流侧中点电位平衡,提出了一种弃用中矢量两区三电平SVPWM调制方法。该方法弃用6个中矢量后,利用剩余21个空间矢量重新划分扇区,合成参考电压,合理安排开关序列,并将其应用到电机矢量控制系统。结果表明该方法不仅简化了分区,优化算法执行时间,而且具有良好的动静态性能,从而验证了该方法的有效性和可行性。     

级联多电平逆变系统移相式SVPWM调制方法研究

SVPWM调制方法运用于级联型逆变系统时,由于电压矢量数目过多而导致电压矢量选择困难和计算复杂.从三电平逆变器的SVPWM调制入手,将SVPWM调制方法和移相技术结合起来分析,并采用数字信号处理器和现场可编程逻辑器件FPGA,实现了对级联多电平逆变系统基于移相式SVPWM的矢量控制.仿真和实验验证了该方法的正确性、可行性和易扩展性.     

基于CPS-SVPWM调制的链式STATCOM直流侧电压控制策略

在高压场合(10 kV或35 kV),可以采用H桥级联的链式星形STATCOM进行无功补偿。采用传统SPWM调制时,其直流电压利用率不高,需要多个H桥级联,成本较高、可靠性较低。空间矢量调制技术(SVPWM)有提高电压利用率的优点,可以有效的减少H桥的个数,但当电平数较多时,其计算过于复杂。因此文中介绍了一种应用于星形连接链式STATCOM的简化SVPWM算法,将两电平空间矢量调制技术与载波移相调制技术相结合,能够有效提高直流电压利用率并且降低计算的复杂性;在此基础上,文中提出一种直流电压分层控制策略,以实现各H桥直流侧电压的稳定与均衡。在仿真软件PSCAD中搭建模型进行仿真,验证了该调制算法及直流电压控制策略的正确性及可行性。     

一种新颖的三电平光伏逆变器调制策略研究

针对三电平光伏并网逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)共模电压高、反相载波调制直流电压利用率低和中点电位不可控等问题,提出一种无小矢量参与合成的调制策略。介绍了该调制策略的矢量合成原则,计算了参与合成的矢量作用时间,分析了该调制策略的低共模电压、高直流电压利用率和中点电位自平衡的优点。最后,搭建10 kW三电平光伏并网逆变器样机并进行实验验证,实验结果证明了理论分析的正确性。     

基于H单元三电平SVPWM移相级联的矢量控制系统

多电平级联结构通常将移相载波技术和SPWM技术相结合,成为大容量逆变器的主要拓扑。针对磁链进行控制的SVPWM具有电压利用率高,响应速度快等优点。研究H单元结构的三电平SVPWM方法,并将SVPWM方法和移相技术结合起来分析,采用DSP和FPGA,实现了对级联H单元三电平SVPWM基于移相的矢量控制,仿真和试验证明了该方法的正确性和可行性。     

基于映射原理的多电平逆变器SVPWM

级联型多电平逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)具有提高直流电压利用率,可为电机提供跟踪圆形磁链的电压等优点,但随着电平数的升高其调制复杂度也随之升高。提出一种新的SVPWM方法,该方法利用映射原理将参考电压分解为基矢量和2电平矢量,将复杂的多电平SVPWM转化为简单的2电平SVPWM,再利用逆映射决定合成多电平逆变器参考电压的开关矢量及开关状态的作用时间和作用顺序。该方法适用于任意n电平逆变器的调制。最后通过11电平逆变器的仿真和实验验证了该方法的有效性。     

级联型多电平逆变器线电压谐波优化的SVPWM策略

级联型多电平逆变器采用载波移相控制可以自然实现各H桥单元功率均衡,开关管开关次数保持一致,而采用同相层叠控制可得到谐波含量更小的线电压,但各H桥单元功率不均衡,开关次数也不一致。本文提出一种结合同相层叠控制和载波移相控制二者优点且实现简单的空间矢量调制策略。通过对电压矢量进行重新组合划分,可以将多电平空间矢量控制算法简化为多个两电平空间矢量的移相叠加。对载波进行重构,可以实现输出线电压谐波更小,同时各H桥单元功率自然实现均衡,开关管开关次数达到一致。搭建了一台三相4.5kW的级联型五电平逆变器,对所提出的SVPWM策略进行了实验验证,实验结果表明所提出的空间矢量调制策略的有效性。     

直流电容电压自平衡的新型五电平NPC变流器空间矢量调制策略

针对五电平中点钳位(Neutral Point Clamped,NPC)变流器直流电容电压平衡问题,分析了五电平NPC变流器空间矢量调制中各开关矢量对直流电容电压平衡的影响,阐述了分调制比区域实现五电平NPC变流器空间矢量调制的控制思想,提出了一种新型直流电容电压自平衡的五电平NPC变流器空间矢量调制策略。该策略将空间矢量图按调制比分区,在低调制比区域(mSV≤0.5),采用目标函数与参考电压分解相结合的方法,在高调制比区域(mSV0.5),采用平衡矢量优化选择法(Optimized Balancing Vectors Selection,OBVS),分别实现了直流电容电压自平衡的五电平空间矢量调制。仿真和实验表明本文提出的新型调制策略兼具直流电容电压平衡控制功能,计算量小,实现简单,控制效果好。     

基于两电平线性输出的级联型逆变器过调制算法

应用于级联型逆变器的传统多电平空间矢量调制技术往往只考虑线性调制区的实现方法,在功率单元直流电压下降的情况下不能调整为过调制算法,然而在基波电压幅值不变的要求下,仍采用线性调制方法会出现零矢量作用时间为负数的不利情况,对现场运行不利。采用的错时相差两电平空间矢量脉宽过调制技术(space vector pulse width modulation,SVPWM),利用错时相差技术将多电平SVPWM变为在每个采样点仅需控制某层功率单元左右桥臂矢量的两电平SVPWM,简化了矢量区域的判断时间;同时把相关的多电平过调制问题简化为两电平过调制算法。仿真和实验表明,该过调制算法在保证谐波含量比较小的前提下,可以使系统从线性工作状态平稳过渡到六阶梯波状态,且能保证基波电压的幅值随调制比线性输出,直至六阶梯波时的最大输出值,很适合于级联型逆变器的过调制运行。     

两相SVPWM原理及经典两相SVPWM算法

分析两相电压空间矢量脉宽调制原理及其实现方法,提出了经典两相SVPWM算法,该算法根据调制比将调制模式分为线性调制模式、过调制模式Ⅰ和过调制模式Ⅱ。重点分析了过调制模式,利用傅立叶分析给出对应模式下参考角的推导方法,计算了在过调制模式下的输出相电压各次谐波幅值。经典两相SVPWM算法能实现电压空间矢量调制由线性调制模式到过调制模式直到方波的连续过渡,实现了全调制区域的运行,最大限度地利用了直流电压。     

适用于三电平逆变器低调制比区域的双极性载波脉宽调制策略研究

当三电平逆变器工作在低调制比区域时,窄脉冲对输出电压的畸变影响尤其显著,甚至会导致逆变器运行不可控,而传统空间矢量脉宽调制策略(spacevectorPWM,SVPWM)在低调制比区域存在窄脉冲。针对以上问题,该文首先分析传统SVPWM产生窄脉冲的原因,然后设计可抑制窄脉冲的双极性SVPWM。在此基础上,为更方便的实现双极性SVPWM,推导双极性SVPWM的等效双调制波表达式。通过制定双调制波与三角载波的比较规则,进一步提出双极性载波脉宽调制策略(bipolarcarrier-basedPWM,BCBPWM),并为其设计中点电压平衡控制和死区补偿方法。最后,分析BCBPWM的脉宽特性、中点电压波动、谐波性能和直流电压利用率。仿真和实验结果证明,相较传统SVPWM,BCBPWM可在低调制比区域完全消除窄脉冲、提升电流谐波性能,其可以控制中点电压平衡并具备计算简单、实现方便的优势。     

一种简化三电平SVPWM方法研究

调制技术是逆变器的核心技术。以二极管箝位三电平逆变器为对象,在理论分析两电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法与三电平电压SVPWM方法联系的基础上,研究了一种七段式简化三电平SVPWM技术。此方法主要优点是其实现方式是以七段式两电平SVPWM方法为基础,调制方法简单,易于数字化实现,而且根据这种调制方法自身特点提出一种中点电压控制的具体方法,该电压控制方法基本不会增加调制方法的复杂度。最后通过实验证明了该方法的有效性和正确性。     

三电平SVPWM与双调制波载波PWM的等效研究

三电平SVPWM具有直压利用率高、THD小等优点,但实现较复杂,通过注入特定的零序分量可使载波PWM与8段以下的SVPWM开关序列等效。本文针对单调制波载波PWM不能与8段以上的SVPWM开关调制序列等效的问题,引入了双调制波PWM法,并在此理论的基础上深入分析了开关调制序列大于8段时三电平SVPWM与双调制波载波PWM的等效关系。经过严格的推导,得出了参考矢量位于不同扇区的不同小区域时,6个子调制波与三相原调制波、直流电压的对应关系。实验验证了上述结论的正确性。     

基于载波自由度的改进载波移相PWM技术

载波移相(CPS-PWM)应用于级联H桥型(CHB)多电平逆变器时,虽然各级联单元具有功率均衡的特点,但输出电压的直流电压利用率较低,且低调制度时谐波性能比较差。针对这2个问题,提出一种改进的CPS-PWM调制技术,该调制技术基于载波形状自由度,利用改进的载波代替原CPS-PWM中的三角形载波进行调制,通过状态空间平均法计算出在改进后的载波下逆变器输出电压的基波幅值和各个级联单元的输出电压,并和逆变器在CPS-PWM技术下的输出电压对比分析,改进的CPS-PWM技术可以显著地提高输出电压的直流电压利用率,改善低调制度的谐波性能,且和CPS-PWM技术一样,各级联单元输出功率能够实现自然均衡。该调制技术以CHB型五电平逆变器为例,通过实验、仿真验证了该技术的正确性。     

电压空间矢量脉宽调制方法的研究

本文介绍了电压空间矢量调制的原理,并对电压矢量的合成做了详细分析,给出SVPWM调制方式与载波调制的关系及用载波调制的方法实现电压矢量控制的具体步骤。最后通过Matlab/simulink进行仿真验证。     

一种级联H桥STATCOM的简化多电平SVPWM调制算法

级联H桥逆变器采用SVPWM调制算法具有直流电压利用率高、波形畸变小的优点。而随着电平数增多产生的大量的冗余矢量会使传统算法的复杂度急剧上升。针对多电平SVPWM传统算法的实现复杂的问题,提出一种简化的多电平调制算法,结合零序电压注入相间电压平衡策略来选取冗余矢量,应用于级联H桥STATCOM。在Simulink中搭建了级联2个模块的STATCOM仿真模型,仿真表明STATCOM具有良好的无功和谐波补偿效果,极大地简化了多电平SVPWM算法,验证了该简化算法的有效性及可行性。     

直流电压自控制三电平变流器的中点电压波动机理

由自身闭环控制系统控制并稳定直流电压的三电平变流器,其直流母线电压相对该变流器是电流控制电压源,因此不能以直流电压恒定为前提分析此类变流器的中点电压平衡问题.以直流电压为受控电压源为前提,分析并推导出了二极管箝位(NPC)三电平变流器应用标准SVPWM与虚拟矢量合成SVPWM技术时的电容电流表达式,并得到了2种方法的中...     

一种零序注入的三电平中点钳位型变换器中点电位平衡控制策略

对三电平的两种调制方法空间矢量脉宽调制(SVPWM)和虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)进行深入比较,详细分析VSVPWM方法线电压dv/dt高和谐波含量大、功率器件开关损耗大以及中点电压平衡动态响应特性慢等问题的本质原因。为克服SVPWM和VSVPWM的不足,提出一种零序注入的载波调制方法。该方法将一种适用于两电平的零序注入法引入到简化的三电平空间矢量图的小六边形中,在每个小六边形中建立中点电流与零序分量之间严格准确的数学关系,并结合6个小六边形开关函数符号特点,只需一路载波和6个等式即可实现三电平载波调制和中点电位平衡控制,且具有计算量小,执行时间短,中点电压平衡动态响应快等优点。最后,本文方法与SVPWM和VSVPWM的实验对比,验证了提出方法的可行性和有效性。     

基于改进型SVPWM的五电平NPC/H变流器共模电压抑制技术研究

为解决多电平变流器中共模电压随电平数增加幅值增大的问题,以五电平桥式中点箝位变流器为例,分析共模电压的产生机理,并提出一种基于改进型空间矢量脉冲宽度调制的共模电压抑制技术。将五电平桥式中点箝位变流器等效为两个三电平中点箝位变流器的组合,原参考电压矢量可分解为两个小的电压矢量。五电平空间矢量脉冲宽度调制也被分解为两个三电平空间矢量脉冲宽度调制。为抑制其共模电压,其中一个三电平变流器采用零共模电压空间矢量脉冲宽度调制策略,另一个三电平变流器则按传统空间矢量脉冲宽度调制策略进行调制。对比分析并仿真研究现有两种调制策略与改进型空间矢量脉冲宽度调制策略下五电平桥式中点箝位变流器的共模电压和直流电压利用率。理论分析和结果证明变流器的共模电压最大值比传统SVPWM(space vectorpulse width modulation)下降了60%,直流电压利用率比零共模电压策略升高了4%,说明在共模电压得到有效抑制的同时,保持了较高的直流电压利用率。     

一种简单的三电平逆变器PWM控制算法

常用的空间电压矢量三电平逆变器PWM控制算法生成模式多 ,运算量大[1] 。本文利用一种新的电压矢量调制方法———统一电压调制技术 (UnifiedVoltageModulationTechnique ,UVMT) [2 ] ,实现一种简易的电压矢量调制。该算法不仅能够实现空间电压矢量PWM方法 ,SVPWM ,并且能够实现对直流链电容中点电位的实时控制。本文在详细描述UVMT的基础上 ,将其应用于三电平逆变器。仿真结果表明 ,该方法实现简单 ,能够实现与空间电压矢量算法完全一致的控制效果 ,是一种很有前途的算法