基于傅立叶分析的三相SPWM逆变器死区效应与补偿研究

为了减少逆变器输出波形所含的谐波分量,降低二极管钳位型三电平逆变器的死区效应对输出电压基波和低次谐波的影响,提出了适用于二极管钳位型三电平逆变器的死区补偿方法。利用傅立叶变换分析了三相SPWM逆变器死区时间影响输出波形谐波分量的机理,在载波的开始和中间分别采样输出电流,根据检测到的输出电流方向调整功率器件的开关动作时刻,最终使得输出电压波形与理论波形一致,达到良好的补偿效果。该方法能有效减小输出谐波含量,并恢复由死区效应引起的有效值损失。通过Matlab仿真,验证了方法的可行性。     

三电平逆变器死区补偿策略研究

为了避免桥臂直通带来的危害,必须在PWM驱动脉冲中加入死区时间。在电压型逆变器低频和轻载运行时,死区效应将导致输出电压和电流的畸变。针对三电平逆变器,根据伏秒等效原理和输出电流极性,提出一种新型的死区补偿策略,既补偿了死区时间、功率器件的开通和关断延时,又考虑了管压降带来的死区效应。基于DSP与CPLD,构建三电平逆变器硬件平台,在一台30kW三相异步电机上完成了相关实验,并通过李萨如图对输出电流波形进行分析。实验结果验证了该方法可以有效的改善输出电流波形,并补偿了由死区效应所造成的输出电压损失,提高了系统低频运行的性能。     

基于FFT的三电平逆变器的死区补偿策略

针对死区所带来的三电平逆变器输出电压和输出电流的畸变,通过分析死区效应的机理,对死区时间、功率器件的电压降、开通和关断时间如何影响三电平逆变器的输出电压进行了详细地论述,据此提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的三电平逆变器的死区补偿策略,该策略利用FFT对电流进行滤波以准确判断电流的极性,进而补偿死区。最后,基于三电平逆变器进行仿真验证,结果表明,所提出的采用FFT的死区补偿策略能够有效减小死区效应造成的电流畸变,改善零电流钳位现象。     

基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电机死区效应分析与补偿

逆变器死区时间使逆变器输出谐波分量增加,电压和电流发生畸变,甚至导致电机在低速下的不稳定运行。为解决上述问题,提出一种基于扰动电压检测的死区效应补偿策略。通过判断输出电压矢量角度获取三相电流方向,从而确定补偿电压矢量。同时,为提高输出波形质量,结合一种零电流钳位效应消除方法,可以同时补偿死区引起的误差电压和消除零点电流钳位现象。仿真和试验结果表明该方法能明显改善电流波形畸变,具有很好的实用价值。     

基于等价输入干扰的三电平逆变器重复控制

二极管箝位型三电平逆变器由于其输出容量大、输出电压高、电流谐波含量小的优点而被广泛使用。由于非线性负载、死区效应等因素的影响,输出电压波形会发生畸变。此处提出了一种基于等价输入干扰(EID)的重复控制方法,在利用重复控制消除输出电压中周期干扰的同时,结合EID控制,消除输出电压非周期的干扰,并通过实验证明其可行有效。     

基于空间矢量PWM的死区效应分析与补偿

死区效应存在使得逆变器输出电压和电流发生畸变,同时增加输出了谐波分量,在低速运行时,可能导致系统不稳定.提出了一种补偿方法,可以同时补偿死区效应造成的误差电压并且消除了零电流钳位现象.该方法为提高电流极性检测的准确性,将三相电流的方向通过输出电压矢量角度获得.另外,将一种消除零电流钳位效应方法与上述补偿方法结合提高输出波形质量.仿真和实验结果验证了这种方法的正确性和可行性.     

二极管箝位型三电平死区补偿策略研究

分析了开关死区对二极管箝位型三电平变流器输出电压电流的影响,提出基于补偿输出电压的死区效应的补偿方法。该算法需测量出精确的电流方向,但在低速情况下,电流过零存在零电流箝位效应,从而影响电流方向判别。为此提出了采用指令电流坐标旋转变换来准确测定电流方向,可实现对死区的精确补偿。通过Matlab仿真和实验验证了该算法的有效性。     

并网逆变器死区效应消去补偿方法研究

针对并网逆变器死区效应问题,在充分分析并网逆变器工作特点及零电流箝位现象的基础上,提出了一种新颖的逆变器死区效应消去补偿方法。该方法在非过零区域依据并网电流的方向选择有效开关管,屏蔽无效开关,在过零区域根据并网电流的大小进行前馈补偿。与传统死区消去和补偿方法相比,该方法充分考虑了零电流箝位现象,能够更好地抑制电流过零处逆变器输出电压波形畸变,有效消除了死区效应的影响,降低输出电压谐波含量,从而改善并网电流质量。利用Matlab/Simulink仿真软件进行了仿真验证,仿真结果证明了逆变器死区效应消去补偿方法的有效性和正确性。     

基于电流矢量的三电平逆变器死区和管压降补偿策略

在电机控制过程中,死区和管压降的存在导致逆变器输出波形畸变。为了消除电压和电流的畸变,死区和管压降补偿是必要的。本文给出了一种简洁高效的三电平电压型逆变器死区补偿方法,用以改善电机的输出波形,详细分析了死区产生机理,利用电流矢量对死区进行准确补偿。根据PWM状态和电流矢量的位置分析功率器件压降的变化,结合电流方向进行补偿。最后基于F2812DSP芯片的三电平逆变器实验平台对该方法进行了开环和闭环实验研究,验证了理论分析的正确性和实际可行性。     

基于空间电压矢量的电压前馈死区补偿方法研究与实现

为减小逆变器死区效应引起的电压、电流畸变及电机转矩脉动的影响,提出一种基于空间电压矢量脉宽渊制(SVPWM)的电压前馈型死区补偿方法.该方法依据电流环的给定电流米确定电流矢量的位置;并以此加入电压前馈来削弱逆变器输出的5、7次谐波电流,从而减小谐波电流埘电机电磁转矩脉动的影响.永磁川步电机系统死区补偿仿真及试验结果验证了该方法的有效性.     

SPWM死区对三电平高压变频器共模电压的影响

为了研究基于三电平中性点箝位(NPC)逆变器的高压变频器采用SPWM时死区设置对变频器输出共模电压的影响,利用双重Fourier法推导得逆变器不带吸收回路空载条件下采用SPWM调制策略时不同方式设置死区后逆变器输出共模电压的表达式,研究了逆变器带感性负载及开关器件带RC吸收回路条件下死区设置对逆变器输出电压及输出共模电压的影响。利用MATLAB对以上问题进行了仿真研究。对表达式分析得:逆变器不带吸收回路空载时,不论是否设置死区及以何种方式设置死区,逆变器输出共模电压均主要含有调制波3的奇数倍次谐波;逆变器带上RC吸收回路及感性负载时,单边设置死区时正方向的负载电流使输出电压减小,负方向的负载电流使输出电压增加,从而影响了逆变器输出的共模电压。仿真研究验证了以上分析结果。研究表明,当逆变器带上RC吸收回路及感性负载时,分析SPWM死区与变频器输出共模电压的数学关系较复杂。     

一种SPWM控制的多电平逆变器电压误差补偿策略

以中点箝位式(Neutral Point Clamped,NPC)三电平电路和双三电平电路拓扑结构为例,分析了SPWM控制的多电平逆变器中功率元件的死区及管压降对输出特性的影响。提出了通过改变SPWM电压控制矢量来补偿死区和管压降造成的电压误差的策略。实验表明,对于多电平逆变器供电的异步电动机控制系统,在无定子电流闭环调节的情况下,采用该补偿策略可以有效地改善输出特性。     

Z源NPC三电平变换器恒功率并网控制策略研究

Z源中点钳位式(NPC)三电平变换器把逆变和升压两种环节结合在一起,结构简单、工作效率高,但是针对这种结构输出的无功功率研究较少。提出了一种Z源NPC三电平变换器的恒功率并网控制策略。首先对这种变换器的结构及原理进行分析;再把恒功率控制引入到这种变换器的并网控制中,并采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)实现了变换器的并网控制。MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了这种变换器能够提高电压升压比。该控制策略可使变换器输出的有功功率、无功功率稳定于设定值,且并网电流谐波较低。     

消除偶次谐波的三电平NPC逆变器调制方法

针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法的矢量选取方案使得二极管箝位型(NPC)三电平逆变器输出电压产生偶次谐波的缺陷,提出了一种能消除偶次谐波的改进型矢量选取方案.该方案在分析传统SVPWM产生偶次谐波机理的基础上,通过改进SVPWM中各矢量的作用顺序,使得逆变器输出电压半波奇对称,从而达到消除偶次谐波、抑制中点电...     

基于I-DPWM的三电平中点钳位光伏逆变器漏电流抑制方法

对于三电平中点钳位光伏逆变器,基于断续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation, DPWM)并通过选择特定矢量进行钳位控制的方法,存在矢量分解计算时间长、注入共模电压分量和漏电流过大等不足。对此,提出了一种基于I-DPWM的三电平中点钳位光伏逆变器漏电流抑制方法。通过计算各类DPWM等效调制波来解析注入的低频共模电压分量。针对低频共模电压分量最小的DPWM1,在低频共模电压不连续点注入新的零序分量,通过减小低频共模电压来抑制漏电流幅值。同时,采用载波实现DPWM,免去了复杂的矢量运算。最后,在Matlab/Simulink平台建立了20 kW三电平中点钳位光伏逆变器的仿真模型,同时结合所设计的125 W实验样机验证了所提方法的有效性。     

二极管箝位型多电平逆变器全范围电容电压平衡的PWM调制方法

电容电压偏移是二极管箝位型多电平逆变器的主要缺点。空间矢量调制和正弦载波调制方法,在调制度较高且功率因数较低时,电容电压出现低频波动。该文首先建立含电容电压的二极管箝位型三电平逆变器的脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)模型,提出一种新的调制方法,只需满足三相电流之和为零,该方法在任意调制度和功率因数下都能确保电容电位的平衡。并对算法累积误差进行修正。实验结果表明,这种方法较以前的解决方案能更好地平衡电容电压。最后将算法拓展到二极管箝位型任意电平数逆变器的调制中。     

Control of Hybrid Active Power Filter Based on Switching Function Coefficients

A pulse width modulation (PWM)-based control method for a three-level, four-wire neutral point clamped (NPC) inverter employed in a hybrid active power filter (HAPF) is proposed in this paper. The control method is based on switching function coefficients (SFCs) for harmonic compensation. An interior loop is also proposed for control and balancing of the DC-link voltages. In the proposed control system, one carrier signal is employed in the PWM unit in order to simplify its hardware as compared with traditional PWMs. Based on Fourier decomposition technique, mathematical analysis of the proposed control method is also presented. To decrease the NPC inverter rated power, passive power filters (PPFs) are designed to eliminate fifth and seventh order harmonic currents and to compensate source reactive currents. The proposed control system is implemented by a digital signal processing (DSP) in a laboratory prototype. The experimental results confirmed the validity of the proposed control method in compensation of harmonic currents under non-linear conditions     

基于DSP28335的三电平SVPWM算法研究

空间矢量脉宽调制(SVPWM)能够提高直流侧电压利用率,缩短控制响应时间,增加系统安全稳定性.结合中性点箝位(NPC)三电平逆变电路的特点,详细介绍了DSP TMS320LF28335的三电平SVPWM的控制算法实现,并对其死区设置进行了分析.通过软硬件结合,在DSP调速平台上进行了调试和实验验证,并给出实验波形.实验...     

高压变频器共模电压仿真研究

该文分析了PWM高压变频器中输出电缆对电机影响、共模电压和三电平逆变器箝位点电位不平衡机理。为有效抑制共模电压对变频器的不良影响，提出了新型拓扑结构：在24脉波整流/三电平逆变的高压变频器中，设置共模电抗器，并将整流器中性点、直流侧中间点、输出滤波器中性点和三电平逆变器箝位点相连，并通过小电阻和系统地相连。基于该拓扑结构对6kV／2250kW的电机所进行的仿真结果表明，该拓扑结构可以减小高压变频器的共模电压，提高变频器运行的可靠性。