新型高压变频器设计

开发了一款可能量反馈的级联型高压变频器,其电网侧变换器摒弃了传统的二极管不可控整流器,而采用三相PWM整流器为电机侧级联型逆变器各H桥单元提供独立的直流电源,使得在不引入多脉波整流技术的情况下,就能够实现单位功率因数的整流和逆变,且网侧电流呈正弦,谐波含量小.为验证该结构变频器适合应用于高压大功率交流变频调速领域,以高...     

新型混合级联多电平整流器的研究

针对级联无桥变换器不能实现单位功率因数运行且功率因数角会随着负载加重而变大的问题,提出了一种新型的基于无桥和全控H桥混合级联拓扑结构的整流器。阐述了该拓扑的基本工作原理,建立了直流稳态的数学模型,分析了拓扑的功率因数范围,计算了电路参数和负载比的取值范围,制定出带有均压环的双闭环控制策略,最后通过实验验证了这一拓扑的可行性和正确性,实现了单位功率因数整流和级联模块均压的预期目的。     

一种新型四象限多电平变流器

提出了一种新型四象限多电平变流器拓扑结构,由级联H桥型整流器、中频变压器和级联H桥型逆变器三部分构成。建立了变流器的能量传输模型,提出了相应的控制方法和调制策略;分析了输入侧变换器的输出电压模型,给出了相应的调制算法流程。阐述了各中频H桥的工作相位的作用,即达到了控制各电容电压平衡的目的,实现了变流器的四象限运行。实验结果验证了拓扑结构和控制方法的正确性。所提变流器拓扑结构省去了传统的工频变压器,降低了变换器体积和重量,可以应用于高压大容量场合。     

级联H桥五电平变换器系统研究

阐述了应用于特殊场合--多绕组单相交流供电系统的级联H桥五电平变换器的电路结构及控制方法,分析了变换器的工作原理,给出了系统的仿真结果.仿真表明该级联H桥五电平变换器运行的可靠性和控制的简易性.系统运行工况稳定,在多绕组单相供电的高压、大功率场合有良好的心用前景.     

三相线电压级联VIENNA变换器原理及仿真分析

提出一种能量单向传输的、能在高压下完成单位功率因数整流的三相线电压级联VIENNA变换器拓扑,此新型变换器可作为新一代高频隔离中高压变压变频器的整流级。分析了该拓扑的工作原理及向更高级数拓展的方法,提出了相应的控制策略,并进行了仿真研究。理论分析和仿真结果表明,所提新型变换器拓扑在合适的控制策略下,可以具有很高的功率因数和很低的总谐波畸变THD;可以始终保持各模块直流输出电压均衡一致性。与传统级联变换器相比,可大大减少全控器件个数和耐压值,从而使得控制复杂度和成本均得以降低。     

级联H桥型高压变频器中脉冲编解码技术研究

级联H桥型高压变频器在轧钢、冶金、矿井提升、机车牵引以及电力系统有源滤波和无功功率补偿等场合都得到了广泛的应用。在6 k V及以上的工业应用场合,采用级联H桥型技术方案构成的变频器在成本、可靠性、电压谐波质量等方面具有相当的竞争性。在级联H桥型变频器中,各H桥单元的电压处于浮动状态,出于高压隔离的目的,一般采用光纤传输驱动脉冲信号。由于变频器中H桥单元个数众多,驱动脉冲数量庞大,为减少光纤使用数量,降低系统成本,提高系统可靠性,采用一条光纤信号进行脉冲传输成为一种可行的技术方案。分析了对脉冲信号进行编解码的技术方案,并将其成功应用于一台6 k V,600 k W高压变频器中,实验结果验证了所提的脉冲编解码方案的正确性与可行性。     

背靠背级联H桥型四象限五电平变换器

为提高变换器的输出电压等级和容量,省去传统级联H桥型变换器中的工频变压器,降低系统体积和成本,并实现能量双向流动和电机的四象限运行,采取了将级联H桥型变换器进行背靠背连接的方案,形成了一种五电平变换器,分析了变换器的有效开关模式和等效电路,建立了开关脉冲模型,提出了变换器中电容电压的均衡控制算法,给出了变换器的调制策略。实验结果表明,变换器可以维持各直流母线电压恒定,实现五电平输出和四象限运行,提出的分析方法和调制策略正确。     

中压变频器的问题及对策

介绍和探讨5个H桥级联变频器(HBC)及中点钳位三电平变频器(NPC)的问题及对策:HBC变频器的回馈问题;MMC变换器的低频问题;5电平H桥级联变频器;三相NPC变频器的级联;低开关频率问题——同步对称次最优PWM。     

单相级联H桥光伏逆变器的方波补偿控制策略

功率不平衡是单相级联H桥（CHB）光伏并网逆变器固有的问题,会引起输出功率较大的光伏组件对应的H桥（HB）变换器过调制,导致电网电流性能变差甚至系统不能正常运行。为此,提出一种扩大单相CHB光伏并网逆变器运行范围的方波补偿控制策略,当HB变换器之间的传输功率不平衡时,系统依然能够单位功率因数稳定运行。实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

一种新型的三相桥级联型PWM变换器

传统的单相级联H桥变换器不易直接应用于三相高压场合,为此提出了三相桥级联型PWM变换器的拓扑结构,其子模块为电压源型三相桥式变换器。分析了该新型拓扑的构成思想,推导了二级和三级级联拓扑的电流和功率表达式,其可做整流器也可做逆变器,分别采用单周控制和载波相移控制对其进行仿真研究。仿真结果验证了该新型拓扑的可行性,表明其能够提升电压等级,与传统的单相级联H桥变换器构成的三相变换器相比,能够节省开关管和直流侧电容（独立电源）个数,且直流侧电压纹波较小,在三相高压场合具有较好的应用前景。     

能馈型高压变频器整流部分的研究

传统的级联型高压变频器只能电动运行,是电网污染的主要来源之一,为克服此不足,这里提出了一种应用三相PWM整流技术的级联型高压变频器.该变频器采用双闭环控制策略,具有输出电压恒定、单位功率因数运行等特点,可实现电能回馈电网,解决了电网的污染问题.通过实际应用显示,该变频器在降低谐波,抑制直流侧电容两端电压波动等方面有很大...     

多电平变换器补偿不平衡负载的应用分析

为了准确分析级联H桥星型接法变换器、级联H桥角型接法变换器和模块化多电平变换器在电网故障情况补偿不平衡负载的能力,根据功率平衡原理分别建立了这三种多电平变换器的数学模型进行对比分析,并得出结论:基于级联H桥星型接法的STATCOM不适合补偿不平衡负载。基于级联H桥角型接法变换器的STATCOM在电网电压正常时能很好地补偿不平衡负载,但是当电网电压发生故障时补偿不平衡负载的性能迅速降低。基于模块化多电平变换器的STATCOM无论是在电网电压正常还是故障不对称的情况下都能很好地补偿无功电流和负序电流。最后,基于Matlab/Simulink仿真结果表明了理论分析的正确性和有效性。     

级联式多电平无桥整流器的研究

针对传统中高压变频器中采用笨重复杂的移相变压器构成整流环节的问题,提出了一种新型的级联式多电平无桥整流电路拓扑。该拓扑采用级联的无桥整流模块单元结构,无需采用多重化工频移相变压器,通过一定的控制策略,可实现交流网侧较高的功率因数;同时可使每个模块单元输出稳定均衡的直流电压,从而为后级DCDC以及DC-AC变换器的构成与实现提供良好的条件;对该新型电路拓扑的基本工作原理、稳态数学模型、输入功率因数以及控制策略进行了详细讨论。最后通过仿真与实验验证了所提电路的可行性和正确性。     

新一代高压变频器混合型整流级直流电压脉动研究

混合无桥级联(HybridCascadedBridgeless, HCB)是一种能量单向传输的高压拓扑,作为新一代无工频变压器高压变频器的整流级,可在实现单位功率因数运行的同时,极大的减少全控型器件的使用。但由于其工作过程的特殊性,导致不同类型级联桥的直流侧脉动不一致,这将影响到对直流侧后级供电的一致性。在HCBR运行与控制的基础上,对直流电压脉动不一致的成因进行了分析,推导了适合HCBR可靠运行的直流电压升压比,并给出HCBR直流电容值的设计方法。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

基于级联H桥变频器的极相调制感应电机驱动系统

高压电机配用高压变频器具有较大的节能性和高效性,已有广泛应用。级联H桥多电平变频器采用模块化设计理念,通过多个相同的低压变换单元级联起来实现高压及大功率的功能,且变频器输出电流谐波较小。极相调制感应电机可以将传统三相电机的控制方法和极相调制模式结合起来,使电机转矩和转速范围得到扩展。为此介绍一种级联H桥多电平变频器拖动极相调制感应电机变频起动和调速,该电机的定子绕组可配置为9相4极和3相12极。通过仿真验证了级联H桥多电平变频器能够满足极相调制感应电机的变频调速性能和极相调制矢量控制性能,可为新能源发电、船舶推进、工业传动等高压大功率领域提供技术保障。     

电力电子变压器高压级的综合控制及其DSP实现

为了使电力电子变压器适应配电网高压大功率场合,文章采用了高压级H桥级联低压级H桥并联的电路结构,该结构可以提高系统的电压等级和电流等级。文中主要对系统的工作原理、拓扑结构进行了分析,研究了高压级的控制策略。MATLAB/Simulink仿真验证了本方案的可行性。最后用MOSFET开关管IRFP460自制H桥搭建实验平台,采用32位定点DSP处理器TMS320F2812实现对高压级的综合控制。实验结果表明,该系统可以实现H桥均压,单位功率因数运行和实时无功补偿等功能,具有良好的动静态响应性能。     

三相线电压级联VIENNA变换器调制及直流侧电压控制

针对H桥级联多电平变换器存在开关管及直流电容数量多、控制复杂等问题,提出一种三相线电压级联VIENNA变换器拓扑。分析该拓扑的等效电路模型、各支路电流关系式及等效电平级数,设计基于单周期级联控制的功率因数校正脉宽调制(PWM)策略;推导出此拓扑直流侧电容电压的数学表达式,得出它的最小平均值及谐波成分的最大值;提出零序电流注入法实现级联变换器直流侧电容电压均衡控制。仿真分析和实验结果表明,提出的新型变换器拓扑及其控制策略,其开关管的耐压大大降低,并具有较高的功率因数和较低的总谐波畸变率(THD),可以保持各模块直流输出电压均衡性,可作为新一代高压大功率变换器的整流级。     

级联H桥多电平变频器技术研究

随着中高压变频器在工业变频领域广泛应用,级联H桥多电平变频器采用模块化设计理念,通过多个相同的低压变换单元级联起来实现高压及大功率的功能。为此介绍一种每相由8个H桥变换单元级联的多电平变频器、相应的载波移相正弦波脉宽调制技术,以及基于电压型磁链观测器的无速度传感器矢量控制策略。通过实时数字仿真(RTDS)和变频器带异步电机拖动实验验证了该级联H桥多电平变频器采用所提出的控制策略具有良好的起动和变频性能,为中高压大功率传动领域提供了技术保障。     

H桥级联变频器在笼型异步电机上的应用

中高压变频器在工业变频领域应用广泛。H桥级联多电平变频器具有模块化特点,可利用低压器件实现电压和功率的扩展。为此,介绍了一种3级H桥级联变频器拖动笼型异步电机的主回路结构,载波移相正弦波脉宽调制,功率单元直流电压均衡控制,以及基于电压电流混合磁链观测器的无速度传感器矢量控制等核心控制技术。MATLAB仿真结果验证了该变频器采用所提出的控制技术控制笼型异步电机,具有良好的起动和运行性能,为中高压大功率传动应用领域提供了技术保障。     

多绕组高频变压器隔离式多电平变换器研究

为在高压大功率变换领域中省去工频变压器,并实现隔离、功率平衡和能量双向流动,提出了一种高频变压器隔离式级联型多电平变换器拓扑。级联H桥整流器和级联型逆变器的各个直流母线与采用多绕组高频变压器的隔离单元相连接,可通过多绕组变压器简单地实现各级负载不均衡时的功率平衡。本文给出了多绕组高频变压器隔离式多电平变换器的拓扑结构,并给出了包括级联H桥整流器控制和高频隔离单元控制的控制策略。实验结果验证了本文提出的拓扑和控制策略的正确性。