基于载波变频脉冲宽度调制技术的级联型静止同步补偿器

针对当前静止同步补偿器（STATCOM）存在的问题,提出了将载波变频技术脉冲宽度调制VFCB-PWM与级联H桥型多电平变换器相结合的级联型静止同步补偿器,阐述了载波变频技术的工作原理及其具体实现方法。Matlab仿真结果表明,该级联型静止同步补偿系统能在较低开关频率情况下准确、有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。     

载波带频率变化的PWM（VFCB-PWM）在级联有源电力滤波器中的应用

分析了级联H桥型变换器的工况，讨论了载波带频率变化的PWM(VFCB-PWM)技术，提出了基于VFCB-PWM技术的级联H桥型多电平变换器。利用瞬时无功功率理论，将其应用在并联型有源电力滤波器(APF)中。仿真结果表明，该并联型APF系统能够有效地补偿非线性负载引起的谐波和无功电流，性能良好。     

载波带频率变化的PWM(VFCB-PWM)在级联有源电力滤波器中的应用

分析了级联H桥型变换器的工况,讨论了载波带频率变化的PWM(VFCB-PWM)技术,提出了基于VFCB-PWM技术的级联H桥型多电平变换器.利用瞬时无功功率理论,将其应用在并联型有源电力滤波器(APF)中.仿真结果表明,该并联型APF系统能够有效地补偿非线性负载引起的谐波和无功电流,性能良好.     

基于LCL结构的直接双并联变换器及控制

为降低大功率变换器产生的谐波,提出了一种基于LCL结构的直接双并联变换器的拓扑结构及其控制方式。采用交错采样调制技术可以提高变换器的等效输出开关频率,利用基于虚拟电阻的改进型控制策略能有效抑制谐振。仿真和实验结果证明了该策略的有效性。     

混沌调制对开关变换器EMI抑制有效性的实验研究

探讨了混沌频率调制技术诳元关变换器中抑制电磁干扰(EMI)的实际效果.提出将蔡氏电路加入脉宽调制电路,实现混沌频率调制技术,开关频率随混沌信号随机变化.分析了混沌频率调制抑制EMI噪声的原理,并建立了双管正激变换器的实验样机.实验结果证明,该技术不但具有有效降低开关谐波峰值和对输出电压影响不大的优点,而且电路实现简单,是解决开关变换器电磁兼容性问题的一种新的有效途径.     

混沌映射抑制DC-DC变换器EMI水平的实验研究

探讨了混沌频率调制技术在开关变换器中抑制电磁干扰的实际效果。详细地分析了被调制信号的频谱与混沌系统产生的调制信号的不变密度函数之间的关系。设计了一个简单的、具有均匀分布密度的tent映射混沌电路，并以此电路产生的离散时间混沌信号作为频率调制信号，加入到工作在闭环连续导电模式的Buck变换器中，从而在开关变换器中实现了混沌频率调制，使开关频率随混沌信号随机变化。实验结果证明该技术不但具有有效降低开关谐波峰值和对输出电压影响不大的优点，而且实现电路简单，是解决开关变换器电磁兼容性问题的一种新的有效途径和具有应用前景的技术。     

降低H/NPC变换器开关损耗的三段式SVPWM算法

针对七段式SVPWM在多电平变换器领域存在的开关序列设计不灵活、开关频率降低时输出电压谐波畸变严重的问题,给出一种适用于H桥/中点箝位(H/NPC)五电平变换器的三段式SVPWM算法,可有效避免严格的开关约束条件,能在降低开关损耗的同时,改善输出电压谐波性能。最后,基于H/NPC五电平变换器平台验证了该三段式SVPWM的有效性与可行性,并与常规七段式SVPWM进行了比较分析。     

随机SVPWM技术在背靠背变流系统中的研究与应用

电力电子功率变换器产生的开关频率谐波是重要干扰源之一。为有效抑制开关频率谐波,除采用常用的低通滤波技术外,可以结合在电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)中引入随机因子的方法,减小变换器输出电压、电流的开关频率谐波。通过对两种随机方案的理论分析与比较,开关周期随机化较脉冲位置随机化对抑制开关频率谐波有更好的效果。将随机因子引入开关周期中,形成随机周期电压空间矢量脉宽调制技术(RPSVPWM),并将其应用在背靠背变流器中。对有、无随机化的SVPWM的实验数据进行对比和分析,结果证实了该方法的有效性和可行性。     

基于多涡卷混沌吸引子的电力电子变换器混沌PWM控制研究

基于多涡卷混沌吸引子,提出了一种新型混沌PWM控制方法抑制电力电子变换器电磁干扰。该方法将多涡卷混沌吸引子与传统混沌PWM控制结合,应用于电力电子变换器的控制中,实现从电磁干扰源头上抑制传导电磁干扰。对比传统混沌PWM控制,该方法能够在降低开关频率及其倍数次谐波峰值的同时,减少开关频率及其倍数次附近次谐波的生成,具有更好的EMI抑制效果。     

新型注入式多电平电流源型变换器的研制

给出了大功率应用场合下多电平注入式电流源变换器的拓扑结构和开关触发时序。该拓扑通过控制与多抽头电抗器相连的开关器件,产生一定规律的多电平电流注入到常规12相主桥变换器中。主桥开关器件1个电网周期开关1次,开关频率低,将具有一定规律的电流波形注入2个并联主桥,不仅降低了一次侧交流输出电流的谐波畸变率,而且实现了主桥零电平换相。实验装置采集波形与PSCAD/EMTDC仿真波形吻合。     

基于混沌扩频的双级矩阵变换器调制策略的研究

双级矩阵变换器由于具有优良的输入输出性能而受到广泛关注。在对双级矩阵变换器调制策略分析的基础上,将扩频调制策略引入到输出双级矩阵变换器调制策略中来抑制电磁干扰和噪声。将混沌扩频技术用于双级矩阵变换器中,用混沌信号改变固定开关频率。为了不影响整流级的零电流换流,采用整流侧和逆变侧同步扩频策略,降低了开关频率和倍频处的谐波幅值,从而达到降低电磁干扰和噪声的目的,仿真结果证实了混沌扩频调制策略的可行性。     

一种新型电流源型变换器

对直流纹波注入的概念进行了介绍,在此基础上对基于多电平注入式的新型电流源型变换器进行了分析,并且基于PSCAD/EMTDC的软件环境下进行了仿真分析。通过对九电平注入仿真波形的分析,总结了此新型拓扑结构和仿真波形特点,给出了具体的触发方法。此新型电流源型变换器融合了多电平、谐波注入和软开关的技术,不仅为主桥开关的切换提供了安全可靠的零电流条件,而且具有很好的谐波抑制能力,减少了交流侧安装大容量交流电容作为吸收电路的不便。由于注入电流的多级变换,所以减少了对注入开关容量的要求。     

采用DSP的三相整流器开关频率控制算法

为了消除变流系统开关频率的不定性带来的电网谐波污染和较严重的开关应力对功率器件的冲击性损害,通过比较和分析传统的电流跟踪型三相变流器控制算法的控制规律,揭示其优缺点,提出了三相整流器优化的开关频率控制策略。该方案结合了滞环控制与固定开关频率算法的各自优点,并降低了对滤波电路的设计难度,提高了系统的动态响应和鲁棒性,减小了系统的开关损耗。经过仿真分析,并利用DSPTMS320F2812处理器搭建起10.0kW的试验样机,均验证了此策略的正确性和可行性。     

基于SiC MOSFET的单相三电平变换器设计

围绕高开关频率小功率单相交直交变换器效率提升问题,设计了一种基于SiC MOSFET的高效率单相三电平三桥臂变换器。该变换器主要包括分别用于整流器和逆变器2个T型三电平桥臂和一个公共桥臂,其多电平拓扑可优化谐波性能,减少开关损耗。分析了变换器运行方式,并设计了包含直流电压控制的级联电压电流控制器。同时,因T型三电平桥臂的外开关承担了整个直流侧电压,采用SiC MOSFET器件可大大降低开关损耗。基于导通损耗和开关损耗分析,对比了不同开关频率下的损耗,优选了变换器的开关频率。搭建了3 kW单相三电平三桥臂变换器样机并进行了实验测试,实验结果验证了新型变换器在保证较好的输出电能质量的同时,其效率可达到99%。     

一种新型电压源换流器的研究

为了改善轻型直流输电网络的波形质量，目前电压源换流器使用较多的高频有源开关器件，导致成本增高，损耗加大，限制了其实际应用。本文提出了一种Buck型电压源换流器(BVSC)，该BVSC由一组双Buck变换器和一个工频逆变桥组成，仅用两个高频开关，即可取得较好的输出波形。为了进一步解决大功率应用时的高频开关的局限性，文中还提出了一种新型的双频控制Buck型电压源换流器(DBVSC)，DBVSC在BVSC的基础上附加了一个双Buck变换器，使原BVSC工作在高频，仅处理谐波功率，而附加的BVSC工作在低频，处理基波功率。DBVSC既可以改善换流器输出电流波形质量，又可以减小系统损耗，提高功率等级，特别适合于大功率应用。文中推导了基于单周控制思想的控制方程，运用简单的控制电路实现要求，通过仿真研究，证实了理论分析的正确性。     

风电变流器改进型断续脉宽调制策略

大功率风力发电变流器中,存在开关损耗和电流总谐波失真THD(total harmonic distortion)难以均衡的矛盾。如何优化调制方式,以提高系统效率,减小电流谐波,是大功率风电变流系统的核心技术之一。针对风电变流器宽频率、宽电压运行范围的特点,分析直驱风电变流器采用断续脉宽调制策略下的损耗和谐波性能,发现不同工况下主要关注指标不同,轻载时电能质量恶劣、开关损耗低,而重载时开关损耗严重、电能质量好;但是常用调制方式很难兼顾。为解决该问题,提出一种适用于永磁同步机直驱风电变流器的新型断续脉宽调制策略,该调制策略对开关损耗和THD的优化特性随变流器工作范围变化,实现不同工况下主要关注指标的优化。最后通过实验平台验证了该方案在重载时减小开关损耗,在轻载时降低电流谐波的有效性。     

CPS-SPWM技术在级联H桥型变流器上的具体实现方法

CPS-SPWM技术是多重化技术和SPWM技术的有机结合。该技术能够在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,通过低次谐波的相互抵消提高等效开关频率,而不是简单地将谐波向高次推移,因而具有良好的谐波特性。具有独立电源的级联H桥多电平变流器具有每个H桥单元结构相同、所用元器件数少、易于实现电路的模块化设计和封装等一系列优点,因而在无功补偿和有源电力滤波器等领域有广泛的应用前景。重点提出了基于CPS-SPWM技术的级联H桥型多电平变流器,是CPS-SPWM技术与级联H型变流器拓扑结构的结合,同时具备二者的优点,在大功率变流器领域具有很好的应用前景。     

单相APFC在变频器中的应用

虽然变频技术的应用十分广泛,但目前市场上的变频器大部分不带APFC电路.随着各种限制谐波污染的强制规范陆续出台,在变频器中加入APFC电路将成为一种趋势.介绍了有无APFC电路时单相变频器工作情况的异同.通过对比实验证明加入简单的APFC电路后会很好地改善变频器的工作性能,不仅减少了对电网的谐波污染也使得变频器自身的工作特性得以改善.     

Power quality improvement in 3-phase 3-wire distribution systems using modular active power filter

Active power filters have been introduced for the purpose of power quality improvement. The power converter used as an active filter is rated based on the magnitude of the injected current and is operated at the switching frequency required to perform the filtering job successfully. Excessive losses are expected if the converter's power rating and switching frequency are both high. In this paper, an efficient and reliable active filter system for the power quality enhancement is proposed. The proposed filter is based on 3-phase PWM-controlled current–source converter (CSC) modules, where each filter module is dedicated to eliminate a specific harmonic and/or balance the line currents. Based on the information extracted from the line by the ADALINE, each leg of every CSC module is independently controlled to perform the balancing or/and harmonic filtering in a 3-phase 3-wire distribution system. As the harmonic order increases, the magnitudes of the harmonics decrease and their frequencies increase. Therefore, the power rating of the active filter modules will decrease and their switching frequency (bandwidth) will increase with the harmonic order. As a result, the overall switching losses are minimized due to balanced ‘power rating-switching frequency’ product. An economic study shows that the modular approach is superior to the conventional one converter scheme. Furthermore, the modular approach offers higher reliability, as the failure of one converter does not jeopardize the whole filtering mission. Speed and accuracy of ADALINE, self-synchronizing harmonic tracking, optimized dc-side current values and minimal converter losses are additional features of the proposed filter. The theoretical expectations are verified by digital simulation using EMTDC simulation package.     

Converter configurations and switching frequency for a GTO reactivepower compensator

This paper compares two converter configurations for a multi-10 MVA gate-turn-off (GTO) reactive power compensator (STATCOM) from the viewpoints of converter connection and switching frequency. One is a single-bridge system consisting of a three-phase bridge converter unit and a transformer. Its pulsewidth modulation (PWM) frequency varies from 450 to 1800 Hz, and its line frequency is 50 Hz. The other is a multiconnected converter system consisting of plural, single-, or three-phase converter units and transformers. Its switching frequencies are chosen to be the lowest possible. The evaluated items are harmonic distortion, power loss, GTO utilization factor, and control response. Our simulation study shows that the multiconnected converter system with the lowest switching frequency is superior to the single-bridge system with the higher switching frequency in every case, even when there are severe line faults requiring very quick response. A new control strategy is adopted for obtaining quick response