三电平逆变器SHE-PWM的研究

以应用于高压变频装置的三电平逆变器为特定的研究对象,对特定消谐(Selective Harmonic Elimination Pulse Width Modulation,SHEPWM)技术的求解与应用进行了分析和研究。针对用数值算法求解SHEPWM非线性方程组时初值选择困难的情况,提出一种新的求解方程组。建立了NPC逆变器SHEPWM方法的数学模型,着重介绍了同伦算法的基本思想、模型构造以及求解方法,最后对用同伦算法计算的NPC逆变器模型的结果进行了仿真和实验研究,研究结果证明了SHEPWM和同伦算法的可行性。     

逆变器消谐控制的同伦模型建立及算法分析

为了实现消谐模型的实时求解，寻找一种快速收敛算法是十分必要的。该文根据同伦映射的基本思想，提出了将逆变器消谐方程转化成以M为参数的Cauchy问题并讨论了求解该Cauchy问题的两种算法。通过算例分析与牛顿法作了对比研究，结果表明：该文提出的两种算法都是收敛的，且收敛速度均明显优于牛顿法，其中方法1迭代次数少于方法2，但计算量略有增加。此外，文中还就开关角数量N、输出基波电压幅值与母线电压比值M、步长△M等变化对收敛的影响进行了分析，研究发现当M小于0.97时，无论N为多少，步长△M多大（最大值等于M），求解过程总是收敛的。当M大于1时，必须使长△M足够小才能保证求解收敛。     

基于同伦算法的多电平逆变器SHEPWM控制技术

随着逆变技术的发展,特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术在逆变器脉宽调制(PWM)控制,尤其是高压大容量多电平逆变器控制方面受到广泛关注。利用同伦算法求解了七电平九个开关角度的消谐模型,分析了利用DSP事件管理器(EV)实现PWM输出时的一些弱点,并提出利用计数器实现对多电平逆变器的SHEPWM控制。实验结果证明了利用同伦算法求解开关角度的正确性和利用计数器得到多电平逆变器SHEPWM控制的各器件脉冲信号的可行性。这对改善多电平逆变器输出电压质量及简化硬件实现具有一定参考意义。     

逆变电源的消谐控制技术

分析了逆变电源消控制方法的模型、求解算法以及控制系统等方面的研究现状，指出该方法一直未能获得应用的根本原因，提出了通过“硬件同伦积分器”实现消谐方法的实时控制新思想，并分析了其可行性。     

CHB逆变器阶梯调制的同伦算法研究

介绍了多电平CHB逆变器的几种调制方式以及阶梯调制的方法．并对此方法进行SHE—PWM的研究,着重对SHE—PWM非线性方程组求解的同伦算法进行了数学分析．并且对阶梯调制进行了同伦算法的算例研究,得出了同伦算法具有大范围收敛性以及很高的收敛速度的结论．最后对同伦算法的结果进行了仿真研究．证明其结果的正确性。     

级联多电平逆变器全调制比的特定谐波消除

级联多电平逆变器采用阶梯波调制策略虽然能够产生所需要的基波电压而又不产生低次谐波,但该方法只能在很高的调制比下才能应用,而在中低调制比下不存在具有实际意义的解.为了解决这个调制宽度问题,提出了用多段调制模式的办法来计算级联多电平逆变器的开关角度.本文中利用四段式的方法证明了在中低调制比下,具有实际意义的开关角度仍然存在.针对特定消谐方程组的求解,本文提出一种高效的同伦迭代计算方法,通过将非线性方程组转化为偏微分方程组,然后采用龙格库塔法对其进行求解,最后将该值作为迭代算法的初值继续计算即可求得.对比其他的迭代法,该方法具有很宽的收敛范围.实验结果证明了这种多段式调制模式以及同伦迭代算法的可行性和正确性.     

基于GA多电平逆变器SHEPWM控制技术

针对于传统数值算法在求解多电平逆变器特定次谐波消除脉宽调制(SHEWM)消谐模型时对开关角度初值依赖程度较高的问题,提出了采用遗传算法(GA)对多电平逆变器SHEPWM消谐进行求解的方法。该方法在无需初值的情况下,仅通过GA的优化计算即可得到满足各种消谐效果的开关角度解集。最后进行了仿真和实验验证,结果验证了该方法和所求取的开关角度解正确有效。     

逆变电源的谐波处理方法分析

在综合分析逆变器谐波处理现有方法的基础上 ,指出了实时消谐控制技术是逆变器的最佳控制方法 ,并提出了采用同伦方法实现这一控制技术的基本思路 ,对未来逆变器技术的研究工作和发展趋势做了预测     

吴方法在电力电子逆变器消谐技术中的应用

该文将吴方法引入电力电子逆变器选择性消谐法（SHE）开关角实时求解中。为此，首先在介绍吴方法原理基础上，探讨其在逆变器选择性消谐法中应用的可能性，然后通过建立三相半桥式双极性控制逆变器的消谐模型，提出基于吴方法的双极性控制逆变器开关角实时求解方法。结果表明用吴方法求解消谐模型可以得出消谐模型的全部解。为了实现开关角的实时计算，只需将吴方法计算出的结果拟合成对应于调制比的线性方程组，并用此方程的解作为初值，就可利用牛顿迭代法在线计算开关角。文中用具体算例证明提出方法的正确性。     

基于主电路级联的最优PWM开关角的在线计算

针对PWM逆变器特定消谐(SHE)技术中开关角求解难度大的问题,利用Matlab曲线拟合技术可在线计算开关角的值.为了满足高压大功率应用领域的需要和实现波形的多重移相叠加,主电路采用级联多电平逆变器.主要研究了三相逆变器开关角初值计算规律和求解方法,给出了三相多电平逆变器消谐PWM模型及求解结果,实现了SHE技术的实时...     

三电平逆变器SHEPWM优化方法的研究

以中点箝位型三电平逆变器(Three-level Inverter,简称TLI)为模型,提出了基于蚁群算法(Ant Colony Algorithm,简称ACA)求解非线性方程组的方法.求取特定消谐脉宽调制(Selective Harmonic Elimination Pulse Width Modulated,简称SHEPWM)的开关角度.ACA在求解非线性方程组时无需求解方程的初值,故加快了计算速度.用MatLab/Simulink仿真研究了消谐波的效果.并用IGBT搭建了中点箝位型TLI实验电路模型,对SHEPWM的消谐波效果进行了验证.实验结果证明了基于ACA的SHEPWM求解方法在TLI应用中的有效性.     

基于分子动理论算法的三电平逆变器谐波优化

在许多大功率交流传动场合下,开关损耗大。为了降低开关损耗,提高逆变器效率,开关频率一般限制在1 kHz以下,导致牵引逆变器中含有大量的谐波。以应用于大功率电力机车的三电平逆变器为特定的研究对象,建立了三电平逆变器最小相电流总谐波畸变率谐波优化模型。采用分子动理论优化算法求解模型时施加了消除窄脉冲算法,完成全调制范围、多种脉波条件下优化函数的求解。与传统SPWM和SHEPWM比较,MMTPWM具有良好的谐波优化效果。最后,通过仿真实验和硬件实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于实时延拓法的PWM BDCM转矩消谐控制算法

首先提出电压型PWM逆变器供电的正弦波永磁无刷直流电动机谐波转矩模型，其模型是一组以逆变器开关角为变量的非线性方程。应用传统的牛顿一拉夫逊法计算开关角时，收敛速度慢、收敛域小，无法达到实时消除谐波转矩的要求。为此，根据正弦波永磁无刷直流电动机谐波转矩模型的特点，提出实时延拓法转矩消谐的控制算法。该算法具有收敛速度快、收敛域大的显著优点，从而能够通过单片机实现谐波传矩的实时消除控制。     

面积等效原理的新型多电平变换器控制算法

提出一种新型的面积等效多电平控制算法,并应用到级联五电平和七电平变换器中,使输出波形最大程度等效于正弦波,并具有较小的总谐波畸变率.通过数学分析和实验仿真结果可以看出.该控制技术是可行的,与指定消谐波(SHEPWM)策略比较的结果证明了该控制技术是行之有效的,并可以用于其他级联多电平变换器中.     

单相大功率三电平数字可编程电源及谐波发生器

采用谐波消除算法及三电平逆变拓扑电路结构,研制出了单相交流逆变电源。设计独特之处是将调频与调压分开来处理。试验证明,该样机不仅可以输出频率、相位及幅值高精度可调的正弦波,还可以控制输出谐波含量,作为可程控谐波发生器使用。     

级联多电平逆变器开关角度的研究

为了改善级联多电平逆变器输出电压波形质量,提出了一种优化谐波消除技术。通过控制逆变单元开关角度实现级联多电平逆变器谐波控制,在消除低中频谐波成分的同时寻求总谐波畸变率(THD)最小的一组开关角。建立了仿真和实验模型,对该组角度进行仿真和实验验证,其结果验证了优化谐波消除技术的正确性。     

基于鲁棒系数的逆变器开关角选择方法

在逆变器的选择谐波消除技术中，理想的开关角在实现过程中会引入误差。该文在分析开关角误差特点及危害的基础上，提出了基于鲁棒系数选择开关角的方法，当开关角鲁棒系数越小，则相同的误差对特定谐波成分的影响越小；针对多组开关角或需要消除多次谐波的情形，还提出了相应的综合鲁棒系数．实例表明所提出的方法较好地提高了逆变器谐波消除的鲁棒性。     

特定消谐式变频器的研究

在分析特定消谐技术基本原理的基础上，设计了一种特定消谐式变频器，对其变压变频电路、保护电路等进行了深入研究。实验结果表明，该变频器具有消除谐波次数多、残余的谐波分量幅值小、使电动机发热损耗小等优点。     

基于SHE—PWM逆变器在变电站自动化中的研究

介绍了特定消谐技术的基本思想。通过对SHE—PWM原理的分析,推导出SHE—PWM的数学模型。在所提出的用于直流控制系统的逆变器拓扑结构的基础上,应用所提出的SHE—PWM技术,在MATLAB／SIMU—LINK下进行了仿真研究,结果表明该逆变器系统具有优良的性能,谐波畸变率完全符合国际谐波限制标准。