多电平最优空间矢量PWM控制方法的研究

空间矢量PWM控制方法已在常规二电平板式逆变器广泛应用，而由于电平数增多，采用常规的空间矢量调制方法从数以百计千计的矢量中选取合适的矢量非常困难，因此多电平变流器的控制只用于电平数目较低如三电平、四电平或五电平。该文提供了一种新型的用于多电平变流器的多电平最优空间矢量PWM控制方案（MOSV PWM）。这种控制方法基于空间矢量PWM控制的思想，从三相参考电压得到8个待选空间矢量和参考电压矢量，然后选择与参考电压矢量最近的空间矢量。这种方法微机执行时间短且执行时间与电平数目无关，不受电平数目增加的影响，还可以与最优开关频率PWM法同时使用以提高调制系数。采用异步电动机调速系统对这一方法进行了验证。     

多电平逆变器输出波形控制技术研究

多电平逆变器可以比较精确地补偿负载电流扰动，对此提出了一种新型控制方法。该方法结合了无差拍控制和重复控制的优点，采用模糊控制器决策输出PWM电平。实验验证了该方法的有效性。     

一种新型的多电平逆变器空间矢量控制方法

基于传统的两电平逆变器空间电压矢量方法,提出了一种新型的多电平逆变器空间电压矢量实现方法,该方法将一相的逆变单元分为基本单元和调制单元两部分,相应地对参考电压也要进行分解处理。在一个脉宽调制(PWM)周期中,只对调制单元进行PWM控制,基本单元输出的电平不变。仿真研究表明该方法输出电压波形总畸变率较小,可用于单元串联多电平逆变器的控制。     

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。     

多电平功率变换器的PWM控制策略综述

对多电平功率变换器的PWM控制策略进行了较为详细的综述研究，对其发展趋势进行了展望。多电平变换器的拓扑结构的丰富性和多电平PWM控制自由度的增加，决定了多电平逆变器PWM控制方法的灵活性和多样性，所以可能存在全新的、更加有效的PWM控制方法，控制方案的增加使得控制方案的优化问题显得非常重要，这将是多电平PWM的一个必然的发展方向；每一种主电路拓扑结构都有不同的中间变量控制任务，导致了多电平功率变换器的PWM控制目标多、任务大、难度大、综合性强，综合考虑中间变量控制、开关损耗最小化控制和具体拓扑结构与控制目标相结合的整体优化方法等，将是多电平逆变器PWM控制的主要发展方向。     

内蕴电压平衡控制的飞跨电容逆变器的PWM方法

采用多电平结构是逆变器实现高电压大容量化的有效途径。飞跨电容逆变器因为只需要一个独立直流供电电源、电平数易扩展、控制灵活等优点而备受青睐，但是电容电压的平衡问题却制约其推广应用。针对此问题，该文提出一种内蕴电压平衡控制的PWM方法，该方法由直接PWM算法和基于最大单元电压偏差抑制的开关状态选择法则组成，前者是由给定的ABC坐标系下的参考电压来确定逆变器所需输出的电平电压、相应的作用时间及作用顺序；后者是确定逆变器的开关状态以产生已确定的电平电压，同时控制电容电压的平衡。该PWM方法理论上适用于任意电平的飞跨电容逆变器，它不但能够有效控制电容电压的平衡，而且还能够保证功率开关频率的均衡、便于数字化实现。该文给出了该方法的数字化实现原理。最后，基于飞跨电容五电平变频器对所提出的PWM方法，做了详尽的仿真分析和大量的实验验证。     

多电平逆变器PWM控制方法的研究

近年来,多电平逆变器在大功率场合应用越来越广泛.基于空间矢量原理提出了一种新的多电平PWM控制方法,这种PWM方法称为多电平最优空间矢量PWM方法(MOSV PWM),可用于多电平串联逆变器供电的压频比控制的异步电动机调速系统.仿真结果表明,MOSV PWM方法与多电平载波方法和单脉冲法相比有许多优点,可以在线实现,输出线电压THD低,开关频率低.这种方法可以推广用于其它类型的多电平逆变器,除电机传动外还可以用于静态无功补偿和其它FACTS场合.     

级联型多电平逆变器的改进PWM控制方法

级联型多电平逆变器由于其显著特点，受到了电力电子技术人员的广泛关注。通过对级联型多电平逆变器几种典型控制方法的分析比较，提出了一种改进多载波脉宽调制（PWM）控制方法。该方法通过改变载波的幅值，使级联逆变器的各个逆变单元开关规律相同，并使所有的开关器件的损耗一致，有利于保证逆变单元使用寿命的一致和提高整个装置的可靠运行性能。研制了一套串联2单元5电平逆变器，采用现场可编程门阵列（FPGA）器件实现了所提出的控制方法，控制精度高、抗干扰能力强。实验结果证明了该方法的可行性。     

一种新型电压型逆变器拓扑结构及其PWM控制方法

多电平逆变器具有功率容量大、输出谐波小、传输损耗低等优点而得到越来越广泛的应用.其主要缺点是电路结构复杂、需要大量的功率元件、控制方法复杂.在传统H桥级联型逆变器基础上,提出了一种新型逆变器拓扑结构.通过采用辅助双向开关,在提高输出电压电平数的同时大量减少功率开关元件的数量,简化了电路结构.并根据新型逆变器拓扑结构的特点,提出了一种阶梯波PWM控制方法,采用特定谐波消除法(SHE-PWM)对逆变器输出电压的低次谐波进行抑制,同时进行了仿真.最后建立一套九电平电压型逆变器试验系统,对拓扑结构和PWM控制方法进行了验证.     

悬浮电容多电平逆变器的通用PWM控制方法

多电平逆变器及其PWM控制是近年来电力电子应用领域的研究热点。悬浮电容多电平逆变器因为不需要独立的直流电源来维持每级电平电压和电平数容易扩展等优点而备受青睐，但是悬浮电容电压的平衡问题却制约其推广应用。针对该问题，该文提出一种理论上适用于任意电平悬浮电容逆变器的通用PWM控制方法，该方法由“波形优化电压合成算法”和“开关状态选择法则”两部分组成。前者基于“伏秒等效”原则，以优化输出线电压波形为目标，由参考波直接确定各相电压电平和相应的持续时间及输出顺序；后者则用于选择合适的冗余开关状态，以同时控制悬浮电容电压的平衡，而且还能保证功率开关频率的均衡，便于实现数字化。该方法在悬浮电容五电平逆变器系统进行了大量的仿真，并给出了部分实验结果。     

三电平逆变器载波PWM方法的研究

二极管中点箝位式三电平逆变器具有结构简单,性能好等优点,但是其固有的直流侧中点电位偏移问题影响着逆变器及其电机调速系统的可靠性。基于控制自由度组合的思想,在几种常用的载波PWM方法的基础上提出了一种新的将相位偏移、竖直偏移、注入零序分量相结合的PWM法,并通过Matlab/Simulink仿真工具研究了中点电压平衡控制的效果,仿真结果证明新方法有良好的中点电位控制能力及输出电压谐波特性。     

多电平逆变器多载波PWM调制策略的研究

介绍了多电平逆变器的思想,对多电平逆变器不同的拓扑结构进行了比较,研究和分析了用于多电平逆变器不同的多载波PWM调制策略.通过对未滤波的逆变器输出电压的谐波分析,对不同调制方法在线性调制区的谐波特性进行了比较.同时,也提出了一种混合的调制策略.分析了不同调制策略在不同的电平数下所具有的特性.讨论了逆变器电平数的增加对于输出电压频谱的影响,也研究了过调制对于输出电压频谱的影响.     

Novel multilevel inverter carrier-based PWM method

The advent of the transformerless multilevel inverter topology has brought forth various pulsewidth modulation (PWM) schemes as a means to control the switching of the active devices in each of the multiple voltage levels in the inverter. An analysis of how existing multilevel carrier-based PWM affects switch utilization for the different levels of a diode-clamped inverter is conducted. Two novel carrier-based multilevel PWM schemes are presented which help to optimize or balance the switch utilization in multilevel inverters. A 10 kW prototype six-level diode-clamped inverter has been built and controlled with the novel PWM strategies proposed in this paper to act as a voltage-source inverter for a motor drive     

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。     

级联逆变器载波移相输出THD分析

级联多电平逆变器在多电平逆变器领域应用已经较为成熟,而载波移相PWM技术的应用大大提高了级联逆变器的输出性能。不同移相控制策略而导致移相角度的不同,也对逆变器的输出产生影响。针对级联多电平逆变器中的载波移相PWM技术提出一项移相控制策略。通过仿真研究,并与360°／N方式进行了深入的比较和分析,证实所建立的移相方法能够使级联逆变器的输出性能得到一定提升。同时指出,该移相方式THD较高,但其谐波分布主要在高频区域,在某些方面具有较高的应用价值。     

基于占空比调节的悬浮电容五电平逆变器的PWM控制

控制悬浮电容电压的平衡是保证悬浮电容多电平逆变器运行安全的关键。提出了以占空比为控制量的闭环PWM控制，其思路是根据单元电压的测量值实时调节相应功率开关的占空比，进而调节悬浮电容的充、放电时间来控制电容电压的平衡。该方法不但能有效抑制因装置电路系统不对称而引起的悬浮电容电压偏移，而且能动态调整由输入电压突变引起的换流单元电压不均衡，在任一运行点处，均能保证功率器件的开关频率均衡，控制执行时间仅约为载波周期的2倍。文中还建立了电流预估计模型，用来估计电流过零点位置，以消除负载电流在控制周期内变号而引起的控制误差。仿真结果验证了所提出的控制方法及算法的有效性。     

一种三相五电平电流型变流器和基于多载波的PWM研究

分析了一种电流型5电平逆变器拓扑,并介绍了几种适用于电流型变流器的调制方式,用PD、POD、APOD、载波带频率变化的PWM方法对相关的拓扑进行了仿真分析,并比较了它们各自的特点。     

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.