模块化多电平逆变器的改进型PS-SPWM研究

模块化多电平换流器(MMC)具有级联型多电平换流器"模块化"的优点,输出电压中的谐波含量少,在高压直流输电中具有巨大的应用潜力。介绍MMC的数学模型和工作原理,分析传统载波移相调制策略,针对其存在的缺点提出一种改进型载波移相PS-SPWM调制算法,即载波三角波移相-开关频率优化PWM法(PS-SFO-PWM),并与载波移相SPWM调制算法进行比较;针对MMC中特有的三相之间的环流问题,通过对其进行PI调节,使环流抑制在一定的范围内,利于功率的有效传输。最后,在Matlab/Simulink7.0环境下搭建了基于载波三角波移相-开关频率优化PWM法的5电平逆变器的仿真模型,仿真结果验证了所提方法具有直流电压利用率高、开关频率小等优点。     

单元串联多电平逆变器PWM方法的分析与研究

本文分析了逆变单元多电平串联结构逆变单元的工作模式，介绍了几种常用的PWM控制方法，以六单元串联多电平逆变器为例对其中三种多电平PWM方法进行了比较研究，从中得出多电平载波PWM控制方法输出电压波形dv/dt较小．总谐波含量也较低，最适合用于单元串联多电平逆变器的PWM控制。     

基于DSP的单相桥式级联逆变器SPWM的研究

级联型多电平逆变器拓扑及其控制策略的研究和实现是当前高压大功率电能变换器实现的重要环节。文章介绍了2H桥级联五电平逆变器的主电路,采用了载波相移PWM法对其控制,分析了电路的工作原理和控制规则,推导出了输出电压的解析表达式;采用TI公司DSP芯片TMS320F2812控制器设计实现了控制电路。对2H桥级联型五电平逆变器的输出电压波形和频谱的实验分析结果验证了理论分析的正确性,证明了控制方法的正确性和DSP实现载波移相技术的便捷性。     

基于三次谐波注入的PWM调制技术仿真研究

针对传统载波移相SPWM调制技术调制下的级联H桥多电平大功率变流器输出电压利用率不高的问题,提出了三次谐波注入法,它能够在不影响逆变器负载电流和电压的情况下优化逆变器的输出,提高电压利用率15％且不影响输出电压谐波含量。本文详细分析了级联H桥三相多电平变流器的工作过程和三次谐波注入法的基本原理,并经分析得出了三次谐波注入PWM调制技术较之传统载波移相SPWM调制技术优越的结论。最后,通过Matlab／Simulink软件仿真验证了上述结论的正确性和可行性。     

基于双组双调制波的PWM方法

中点电位平衡问题是二极管箝位型三电平逆变器固有的问题。本文研究了一种能够消除中点电位低频波动的PWM调制方法的性能。该方法是通过对调制波进行分解并注入两组大小相等方向相反的零序分量,在增加载波边界值降低调制产生的开关频率的同时,依据产生的两组大小相等方向相反的平均中点电流对中点电位进行调控。本文对逆变器直流侧初始电容电压不同的情况进行了分析及研究,同时对该调制策略下的逆变器低频电压特性进行了仿真研究。仿真结果验证了该调制方法的优越性。     

基于载波混合SPWM控制模块化多电平变换器的研究

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)是柔性直流输电的应用热点之一。针对传统脉冲宽度调制方式在MMC系统中存在使每个模块单元输出功率不等,输出波形性能降低等问题,提出了一种基于载波混合脉冲宽度调制策略(carrier-based hybrid SPWM,CBH-SPWM)。该调制策略同时包含了载波重叠和载波移相两种调制方法的特点。一方面提高了输出电压的性能,另一方面使MMC中每个模块输出功率相等。仿真结果验证了所提CBH-SPWM方法的正确性与有效性。     

以单相五电平逆变器为例分析比较多载波PWM方法

针对单相五电平级联逆变器,对不同的多载波PWM方法进行了分析和研究。通过对载波移相PWM法和载波垂直分布PWM法进行分析,提出了一种混合多载波PWM方法。通过对典型的五电平PWM单相逆变电路的MATLAB仿真分析,证明了多载波PWM方法所产生的谐波污染小、输出波形更好等优点。     

基于对偶原理构造三相电流型多电平逆变器拓扑

受三相逆变器拓扑图非平面性的制约,很难直接运用对偶原理实现三相电压型逆变器拓扑与三相电流型逆变器拓扑之间的相互转换。为充分利用三相电压型多电平逆变器的研究成果以便构造三相电流型多电平逆变器拓扑,文章探讨了针对三相电压型二电平逆变器的两种拓扑图平面化处理方法,并分析了用于构造三相电流型多电平逆变器拓扑的可行性。在三相飞跨电容箝位电压型多电平逆变器拓扑基础上,通过增加一个独立电压源获得其平面化的等效电路,并以此作为原始拓扑利用对偶原理提出了一种新型的三相电流型多电平逆变器拓扑。采用多载波SPWM技术对该类逆变器的正确性与合理性进行了仿真验证。     

大功率场合高性能的级联多电平变频调速系统的研究

级联多电平变频调速技术是高压大功率场合广泛应用的一种技术;为了实现调速系统的高性能控制,提出矢量控制和三角载波移相PWM方法相结合的控制策略;阐述了级联多电平矢量控制系统的系统构成、基本原理、级联五电平主电路拓扑结构及其载波移相PWM控制技术;基于MATLAB/Simulink Blocks 工具箱的系统仿真结果表明级联多电平逆变器可以成倍提高等效载波频率,降低输出谐波含量,还验证了所提方案的可行性,系统能够获得良好的调速性能.     

矿用高压变频器开关调制优化策略

针对矿用高压变频器采用载波调制PWM控制法时存在开关损耗大、电能质量畸变的问题,在载波同相层叠PWM控制法的基础上,对正弦调制波进行优化。通过对正弦调制波叠加3次谐波和直流分量,得到正半周为马鞍形调制波、负半周为梯形调制波的优化调制波。仿真结果表明,优化调制波的应用提高了变频器直流电压利用率,减小了开关损耗,降低了输出线电压总谐波畸变率。     

A new switching scheme for Z-source inverter to minimize ripples in the Z-source elements

This paper presents a modification in pulse width modulation (PWM) scheme with unequal shoot-through distribution for the Z-source inverter (ZSI) which can minimize ripples in the current through the Z-source inductors as well as the voltage across the Z-source capacitors. For the same system parameters, the proposed control technique provides better voltage boost across the Z-source capacitor, DC-link, and also the AC output voltage than the traditional PWM. The ripples in the Z-network elements are found to be reduced by 75 % in the proposed modulation scheme with optimum harmonic profile in the AC output. Since the Z-network requirement will be based on the ripple profile of the elements, the Z-network requirements can be greatly reduced. The effectiveness of the proposed modulation scheme has been simulated in Matlab/Simulink software and the results are validated by the experiment in the laboratory.     

基于DSP和FPGA的多相变频控制器的设计与实现

为了解决多相变频控制系统驱动信号多、对实时性要求高的问题,设计了一种基于DSP和FPGA的多相变频控制器。提出一种利用三相PWM信号产生单元构建多相PWM发生器的设计方法。该多相变频控制器可以对任意相数、任意调制波波形进行在线设置及多种控制方法的选择。实验结果证明了该多相变频控制器具有通用、灵活、可靠的特点。     

Fuzzy PWM based on Genetic Algorithm for battery charging

This paper investigates the use of fuzzy logic control together with Genetic Algorithm (GA) to tune corresponding membership functions in a pulse width modulation voltage (PWM)-based converter for battery charging. For quick charging purposes, a current-charging mode is built on the charging battery series with small impedance resistance. Once the rechargeable battery voltage reaches the preset output voltage value during the current-charging mode, constant voltage-charging mode should take to do the battery charging. No matter what you use a voltage/current mode for battery charging, the PWM converter with tuning duty cycle is necessary to obtain various output voltages to charge battery. The proposed pulse width modulation (PWM) control strategy based on fuzzy logic systems is applied to charge batteries for buck converter. A simulation is proposed to illustrate the efficiency of the design proposed in this paper.     

小信号分析在三电平ZVZCS充电桩中的应用

电动汽车成为环保出行的主要方式之一,充电桩作为连接电网和电池的电力电子变换载体,降低谐波对电网和充电桩本身的影响是一个重要研究方向。为了减小开关器件的电压应力,提高充电桩电源转换的效率与实用性,本文采用了一种新型的零电压零电流脉宽调制（ZVZCS PWM）三电平（TL）充电桩变换器。和同类ZVZCS PWM TL 变换器相比,减少了磁性器件的使用,降低设计难度,提高了变换器的效率,可靠性更高。本文详细分析了新型 ZVZCS PWM TL 变换器的工作原理和不同时间段的等效电路结构,推导了电路的输入输出特性,以及实现软开关的条件和策略。并推导出TL ZVZCS PWM 变换器小信号模型、闭环框图和传递函数。基于上述模型对系统进行补偿设计,使系统具有良好的稳态和暂态功能。并进行了仿真与试验,验证了该方案的可行性与有效性。     

并联脉宽调制整流器非线性L2增益环流抑制控制

针对由于模型参数分散和外部干扰引起的并联脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器环流问题,提出了最优L_2增益电流内环控制与非线性L_2增益零序环流外环控制相结合的控制方法.最优L_2增益电流内环控制不仅可以实现干扰对输出的增益最小,还可以灵活实现并联PWM整流器之间的功率平移.非线性L_2增益零序环流外环控制可以有效抑制由于模型参数不确定和外部干扰引起的环流问题.并联PWM整流器双环L_2增益控制仿真结果表明:相对于传统的比例积分控制方法,该方法可以明显降低并联PWM整流器之间的环流,并可提高并联PWM整流器的供电品质,对于增强系统的稳定性具有重要意义.     

基于劈零技术的谐波抑制方法研究

针对变频器输出侧谐波带来的问题,提出了一种将劈零技术引入到磁链追踪PWM中的方法,介绍了磁链追踪PWM中零矢量的基本原理,分析了将零矢量劈成一定的段数时,零矢量的最佳施加位置及作用时间。通过仿真,从逆变器输出相电压频谱、电机定子电流谐波含量和电磁转矩脉动三个方面,将劈零前、后进行了对比研究。实验结果证明了新的谐波抑制方法的正确性和有效性。     

基于脉宽调制的传感器读取电路设计与实现

设计了一种新型的传感器信号读取电路,该电路将传统的脉宽调制PWM(PulseWidthModulation)电路进行改进,对PWM信号采用占空比和频率同时调制而不是单一的占空比调制,在信号传输过程中,该电路可将两路电压输入信号调制到一路PWM信号上,通过对输出PWM信号进行解调可还原两路输入信号的电压值.实验结果表明,该电路输出PWM信号占空比和频率分别与两路输入电压信号呈良好的线性关系,电压转换精度分别达到0.34%、0.26%.此外,该电路具有抗干扰能力强、转换精度高和成本低的优点,非常适合传感器信号的调理和读取.     

基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制新调制策略

分析了PWM整流器虚拟磁链直接功率控制(DPC)的工作原理与特性;针对由于传统开关表构造的不足导致系统调节能力不稳定的问题提出了一种基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制新调制策略,通过重新构造开关表的方法来改进整流器的调节能力与输入输出性能。仿真结果表明,该调制方法使无功电流在靠近整流器电压矢量附近区域内的失控现象得到明显削弱,能够有效地对有功功率和无功功率进行控制,使整流器更接近单位功率因数运行。     

离线开关变换器中混沌调制技术的比较研究

论文研究了混沌调制技术在实用开关变换器中抑制电磁干扰的效果。所研究的混沌调制技术包括混沌脉冲宽度调制和定占空比混沌载频调制两种模式。从实用化的角度出发,建立了双管正激变换器的元件级电路仿真模型,通过对两种混沌调制模式与周期PWM模式下信号频谱的分析比较说明,混沌调制技术能有效降低谐波峰值,改善了电磁兼容性。此外,文章还分析了混沌调制对输出电压纹波的影响。研究表明在开关变换器中应用混沌调制技术具有实际应用前景。