无电网电压传感器的DPC-TCM五电平整流器研究

在高压大功率领域,五电平整流器比三电平性能更优。由于五电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法运算量大,针对有源中点箝位五电平(ANPC-5L)拓扑结构,提出一种输出波形质量与SVPWM算法完全等效的空间矢量等效三电平载波调制(TCPWM)算法。建立电感滤波的五电平整流器的数学模型,采用无电网电压传感器的开关频率固定的准直接功率控制(DPC)策略。最后通过实验验证了所提TCPWM算法及控制策略的正确性。     

基于等效SVPWM的三电平脉宽调制技术仿真研究

传统三电平SVPWM算法思想简单、易于实现,但实际运用中有大量三角函数运算,对控制芯片要求较高。为此研究引入基于载波调制的等效空间矢量调制算法,有效抑制中点电位不平衡,改善系统动态性能,并在此基础上提出一种适用于三相三电平Vienna整流器的改进脉宽调制技术,该调制算法通过注入零序分量降低系统谐波含量,并利用补偿电压V_(comp)实现功率因数可变。最后搭建Matlab仿真平台,验证所提算法的有效性与正确性。     

一种三电平NPC变流器SVPWM策略的新型等效算法研究

针对三电平中点钳位变流器传统空间矢量脉宽调制策略实现较复杂的问题,基于三电平空间矢量脉宽调制策略和正弦波脉宽调制策略作用时各开关器件的导通时间关系,提出了一种导通时间等效的三电平中点钳位变流器空间矢量脉宽调制策略等效算法。该算法实现简单,无需进行复杂的坐标转换,大大减小了常规三电平空间矢量脉宽调制策略中由于三角函数和无理数计算带来的计算误差,输出脉冲中的基波分量与理论值更加接近。仿真和实验结果表明本文提出的新型等效算法较传统空间矢量脉宽调制策略查表法具有更高的直流电压利用率和更好的谐波特性。     

一种基于虚拟空间矢量的三电平NPC变换器中点电位平衡控制方法

为了解决中点箝位式(NPC)的三电平变换器拓扑结构容易导致直流侧中点电位不平衡和传统虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)在大调制比的情况下无法维持中点电位平衡的问题,在虚拟空间矢量脉宽调制的基础上,对虚拟零矢量、虚拟长矢量和虚拟中矢量进行了进一步的研究后,对这三个虚拟电压矢量的定义进行了改进,得到了一种改进的控制方法,使在高调制比下依然可以控制中点电位的平衡。从而与传统虚拟空间矢量脉宽调制方法相比,改进后的虚拟空间矢量脉宽调制方法让可控范围变大,整体的控制效果更好。最后进行了仿真,其结果证实了该控制方法在大调制比的情况下可以维持直流侧中点电位的平衡。     

三电平变频器控制策略的仿真与实现

采用新型电压空间矢量脉宽调制算法对三电平逆变器的电压空间矢量平面进行简化,将其电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,使用两电平逆变器脉宽调制方法对三电平逆变器进行调制,简化了中点电位平衡控制策略.分别建立了MATLAB7.0下的仿真平台及DSP F2812为主控制器的硬件实验平台,通过仿真及实验验证了该算法及其对中点电位控制的有效性.     

三电平逆变器中点电压偏移最小化的调制方法

简单阐述了三电平逆变器的空间矢量调制(SVM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法.由于P型和N型小矢量对中点电压具有较明显的影响,提出了一种用于二极管中点箝位(NPC)型三电平逆变器中点电压偏移最小化的方法,探讨了其控制原理,并详细论述了所提算法的实现过程.仿真和实验结果证明了该控制算法的有效性.最后在该调制方法的基础上,实现了基于零序分量叠加的SVPWM算法,以便更有效地抑制中点电压波动.     

三电平逆变器中点电位不平衡的谐波问题分析

首先介绍了中点箝位型(NPC)三电平逆变器载波脉宽调制(CBPWM)策略,并建立一种同相层叠脉宽调制(PDPWM)策略在中点电位不平衡时等效的调制波数学模型,推导了各次谐波含量的计算公式。提出了一种不对称载波移位脉宽调制(ASPDPWM)策略,可以在中点电位偏移时输出正确的PWM序列,有效地抑制逆变器输出的低频谐波含量,并在此基础上改进了提高电压利用率的方法。在实验室搭建三电平仿真和实验平台,通过阻感性实验验证了ASPDPWM策略能够有效降低低频谐波以及谐波计算方法的可行性。     

三电平NPC逆变器的SHEPWM和DPWM切换策略研究

三电平中性点箝位(neutral point clamped,NPC)逆变器在中压大容量场合中广泛应用。中压开关器件的开关损耗较大,开关频率较低,采用特定谐波消除脉宽调制(selective harmonic elimination PWM,SHEPWM)可消除输出电压中大部分低次谐波,提高电流波形质量。但三电平拓扑存在中点电压偏移的问题,该调制实现中点电位调节较困难。利用注入零序电压能够实现断续脉宽调制(DPWM),注入不同的零序电压会使中点电位偏移不同。提出SHEPWM和DPWM切换策略,稳态下使用SHEPWM实现高质量电流输出,出现中点偏移时再切换到不同的DPWM实现调节。结合两者优点,在维持开关频率恒定的前提下实现高质量的稳态电流和良好的中点电位调节能力。最后,搭建2.5 MW三电平NPC逆变器仿真模型,验证所提切换策略的正确性和有效性。     

基于三电平的优化SPWM调制算法的研究北大核心

在研究三电平电压空间矢量SVPWM调制算法与三电平载波SPWM调制算法的基础上,分析出两者之间的本质联系,即基于零序电压分量注入的三电平载波脉宽调制可以等效为三电平电压空间矢量调制,且零序分量是随小矢量时间分配因子的变化而变化。提出一种基于两电平零序注入脉宽调制算法扩展的三电平零序注入脉宽调制算法,并分析其内在联系,避免了每个扇区都要计算零序电压的繁琐,且该优化算法更加易于实现。实验结果验证了该优化算法的优越性。     

基于合成中矢量的三电平中点平衡调制策略

为解决中点箝位式(NPC)三电平逆变器中点电压平衡的问题,在空间电压矢量图区域划分及传统最近三矢量PWM的基础上,提出一种用相邻两小矢量等效合成中矢量的空间矢量调制方法。采用该方法,任意区间内有且仅有一个等效中心小矢量参与合成,通过调整等效中心小矢量的冗余小矢量作用时间,可动态控制或抵消小矢量对中点漂移的影响。该方法可在任意功率因数条件下,在一个单调制波周期内实现中点电位的自动平衡,且谐波含量低,开关损耗小,算法简单,但直流侧中点电位波动较大。仿真和实验结果验证了此处所提调制策略的可行性和正确性。