一种新型SVPWM调制方法的研究与实现

为了得到适用于级联型多电平逆变器的易于DSP数字实现的空间矢量法,本文结合载波移相技术和电压空间矢量调制法的优点,提出了一种新型的空间矢量移相控制法。首先推导出级联型逆变器一级模型在60°坐标系的空间状态方程,得出相应的SVPWM控制方法,再根据载波移相思想推导出N串级联型变频器的空间矢量移相法。通过MATLAB/simulink仿真与实验结论验证此方法的可行性,具有输出电压谐波含量低、直流侧电压利用率高等优点,适用于级联型中高压变频器和级联型电网功率补偿装置。     

电流滞环控制级联型逆变器的矢量控制

为寻求更适合的级联型逆变器的调制方法,研究了电流滞环控制级联型逆变器的矢量控制。该法采用与单极性正弦脉宽调制(简称SPWM调制)相似的单极性电流滞环控制,控制脉冲产生简单。电流滞环控制时采用动态调整滞环宽度实现开关频率恒定,可用类似相移SPWM脉冲产生方式来实现电流滞环控制时H桥级联型逆变器一相多H桥移相控制脉冲的产生;电流滞环控制的级联型逆变器按转子磁场定向矢量系统采用转子闭环,磁甸开环控制。最后仿真与实验结果验证了所提方法正确,逆变器转速外环跟踪性快速,矢量系统动静态性能良好。     

级联型多电平变流器新型载波相移SPWM研究

将单极性正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)引入到级联型多电平变流器中,提出一种新型载波相移SPWM策略。该策略较传统的载波相移SPWM可以节省一半的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)脉冲发生器,对级联型多电平逆变器的数字化实现有重要的理论和实用价值。给出新型载波相移SPWM的2种调制方式,分别推导频域调制模型,并对其谐波特性进行分析、比较和仿真验证。仿真结果表明,对于单相系统,2种方式基本相当;对于三相系统,方式二的谐波特性更好。分析新型载波相移SPWM技术的热稳定性问题,并给出其解决办法。实验结果验证了理论分析和仿真研究的正确性。     

叠加载波相移SVPWM调节控制方法研究

叠加载波移相空间矢量PWM(SVPWM)多重叠加法是特大型逆变器发展方向之一，本文推导了载波相移SVPWM电路输出电压谐波与移相角的关系，给出了最佳移相角公式；提出了两种控制方案并比较其优缺点。通过对某地空导弹60KVA静止变频器国产化实验证明了：通过合适的输出滤波参数设计，分步调节变换器的脉宽也是一种可行的方法。     

级联型多电平逆变器线电压谐波优化的SVPWM策略

级联型多电平逆变器采用载波移相控制可以自然实现各H桥单元功率均衡,开关管开关次数保持一致,而采用同相层叠控制可得到谐波含量更小的线电压,但各H桥单元功率不均衡,开关次数也不一致。本文提出一种结合同相层叠控制和载波移相控制二者优点且实现简单的空间矢量调制策略。通过对电压矢量进行重新组合划分,可以将多电平空间矢量控制算法简化为多个两电平空间矢量的移相叠加。对载波进行重构,可以实现输出线电压谐波更小,同时各H桥单元功率自然实现均衡,开关管开关次数达到一致。搭建了一台三相4.5kW的级联型五电平逆变器,对所提出的SVPWM策略进行了实验验证,实验结果表明所提出的空间矢量调制策略的有效性。     

基于SPWM控制的级联型五电平逆变器仿真研究

针对三电平逆变器输出电压谐波分量高和IGBT承受回路电压过大的问题,采用SPWM控制的级联型五电平逆变器进行改进,分析了级联型五电平逆变器的拓扑结构及工作原理,对载波SPWM控制策略进行了研究,在不同调制比下通过Mat-lab/Simulink仿真,对该控制技术进行了谐波分析,得出了一种适合于级联型五电平逆变器的调制方法。     

一种新型四象限级联型多电平逆变器拓扑

传统级联型多电平逆变器无法实现能量双向流动.提出一种可四象限运行的新型级联型多电平逆变器拓扑.将PWM整流器与传统H桥逆变器相结合,进而实现了级联型逆变器的四象限运行.提出一种限频式电流滞环控制方法,以获得优良的输入电流控制特性;将载波移相SPWM技术引入到级联型逆变器,有效减小了输出电压电流谐波.对单相三单元逆变器拓扑进行了实验验证.所提出的逆变器拓扑具有输入电流波形近似正弦,无需移相变压器,自动实现能量的双向流动等优点.仿真和实验结果证明了该拓扑的正确性和可行性.     

一种新型的H桥级联型逆变器空间矢量控制方法

将三电平空间矢量调制方法与传统的移相式SPWM方法相结合并应用于级联型结构,提出了一种新型的多电平移相型空间矢量控制方法.提出的空间矢量控制方法在软件和硬件实现上大大简化,很容易扩展到任意电平数,可以与矢量控制、直接转矩控制等相结合应用于电机调速系统.并在3单元级联型逆变器实验装置上进行了验证.仿真和实验都证明了这种方法的正确性与可行性.     

基于数学推导的级联多电平逆变器性能研究

载波相移SPWM技术应用于级联型多电平逆变器,可以达到提高等效开关频率,改善输出性能的效果,而载波相移角度差π/N和2π/N两种移相方式,对不同级联数目的逆变器输出有不同影响.当三相逆变器中功率单元发生故障被切除后,输出电压不再平衡.而利用中性点偏移技术,可使逆变器输出线电压重新达到平衡,从而具备较好的容错能力.通过对载波相移PWM技术和中性点偏移原理的数学推导,得出采用载波相移角π/N方式与中性点偏移技术,逆变器输出性能有较大提高的结论.最后对级联型9电平逆变器A相中某一功率单元故障后状况进行仿真实验,验证了数学推导的正确性.     

五开关五电平逆变器的载波交错SPWM控制方法

传统五电平逆变器所用开关器件较多,而五开关五电平逆变器简化了拓扑结构。分析五开关五电平逆变器的工作机理,给出其基于载波的SPWM控制的思路,进而提出五开关五电平逆变器的载波交错SPWM控制方法与FPGA实现手段。通过载波周期性正、负交错,采用调制波分层、分区的正弦脉宽调制方式,获得五电平输出电压的开关控制信号。仿真结果从理论上证明其开关损耗小,输出电压的谐波特性与H桥级联型一致。实验结果表明其在整个幅值调制比范围内都适用。仿真与实验结果验证了五开关五电平逆变器的载波交错SPWM控制方法的可行性与有效性。     

基于载波移相的级联多电平并网逆变器研究

随着新能源技术的发展,高性能的并网逆变器已成为研究热点。分析了H桥级联逆变器的拓扑结构及载波移相技术的原理,提出一种基于DSP+CPLD实现载波移相的方法,将该方法应用于H桥级联多电平并网逆变器系统中,并通过仿真和实验证明了该方法的可行性,以及系统具有并网电流谐波含量低,开关器件等效开关频率高,低压开关器件实现高压输出的优点。     

组合变流器降低开关损耗的SVPWM技术研究

为了降低开关器件开关的频率和损耗,采用相移采样SVPWM技术并根据减小最大开关电流的原则,提出了根据负载电流的相位动态调整各个变流器单元注入的零序分量,使不开关区间尽可能接近负载电流最大的区间的方法以降低各开关器件的最大开关电流,减小组合变流器的开关损耗。理论分析和PSCAD/EMTDC数字仿真证明所提方案正确有效。     

一种间接三电平电流源PWM变换器策略的设计与研究

与基于载波的正弦脉宽调制(SPWM)相比,空间矢量脉宽调制(SVPWM)因其较高的电流(电压)利用率,在电压源变换器(VSC)中获得了广泛应用,而在电流源变换器(CSC)中,SVPWM技术较难实现。为了在CSC中使SVPWM技术的实现更加容易,提出了一种间接PWM调制方法,该方法通过将双逻辑信号转换为三逻辑电平信号,从三相VSC的调制策略中得到三相CSC的调制策略,提出了一种七段调制方法。通过仿真结果验证表明,间接PWM调制方法具有易于实现、交流侧电流谐波小、直流侧电流脉动小等优点。     

UPFC using multiconverter operated by phase-shifted trianglecarrier SPWM strategy

The acronym UPFC covers Ggugyi's unified power flow controller and Akagi and Fujita's unified power flow conditioner. This paper describes one method of meeting high MVA specifications by using multiple modules of two-level three-phase power converter modules controlled by the phase-shifted triangle carrier technique of the sinusoidal pulsewidth modulation (SPWM) strategy. Two conceptual designs are presented. The first is the gate-turn-off (GTO)-SPWM-UPFC at the lowest switching rate, f_c/f_m=3, to minimize GTO switching loss. The design is based on applying the fundamentals of SPWM theory to overcome unbalances arising from sideband harmonic interferences. The second is the insulated gate bipolar transistor (IGBT)-SPWM-UPFC, at f_c/f_m=12 or higher, in which SPWM theory assures that direct paralleling of the modules is free of current unbalance. A laboratory UPFC based on six modules of three-phase 5-kVA size IGBT power converters operating at the baseline condition of dual unity displacement factor at the sending end and the receiving end has been implemented     

一种三相电流型多电平PWM整流器

为了改善电流型整流器的谐波特性,提高其网侧功率因数,采用载波相移SPWM整流技术和电流型整流模块的并联扩容技术,提出一种三相电流型多电平脉宽调制整流器。采用数字信号处理器DSP实现正弦脉宽调制算法,并利用复杂逻辑可编程逻辑器件CPLD来构造多路PWM信号发生器的方法实现了整个系统的PWM控制。仿真结果验证了其工作原理的正确性,而实验结果则验证了该类三相多电平脉宽调制整流器的实际可行性。     

A New Phase-Shifted Cascade High Voltage Inverter

This paper presents a unique novel design of the phase-shifted cascade high voltage inverter. The high voltage inverter utiJizes fewer power switches and supplies a balance load. The usage of phase shift transformer and phase shifting SPWM ensures that input and output harmonic wave content is low and output voltage change (du/dt) has a low rate, meeting all the requirements of the power authorities. The most outstanding feature is the energy saving with very fast cost recovery.     

DSP+CPLD实现CPS-SPWM下的单相多电平脉冲

载波相移调制SPWM(CPS-SPWM)技术是多重化和正弦波脉宽调制(SPWM)技术的有机结合。针对在CPS-SPWM调制下,单片DSP计数器和PWM输出口的局限,设计了一种DSP+CPLD的系统,实现了单相7电平和9电平脉冲输出。实验表明:用DSP+CPLD构成的系统突破了目前单片MCU的限制,使得CPS-SPWM技术在大功率装置上应用更加灵活、实用。     

单极性移相控制矩阵式高频链逆变器控制方法

提出了一种针对矩阵变换器的新型控制策略。通过将常规的SPWM波进行软化处理后,引入脉冲密度调制方式将软化的SPWM波与逆变桥生成的高频正负脉冲进行同步,对同步后的双极性高频脉冲信号分别进行正负极性调制,对调制后生成的软化同步高频脉冲信号进行逻辑处理后作为矩阵变换器功率开关管的驱动信号。此驱动信号可使矩阵变换器的开关管在移相全桥电路生成的电压凹槽处换相,实现了零电压换相。利用Saber软件对电路进行了仿真研究,仿真结果验证了该控制策略的可行性。     

三相电流型多电平整流器的频域特性

基于双重傅里叶变换方法,对多模块并联的三相电流型多电平整流器在频率域的一些工作特性定量地进行了数学分析。文中主要研究了采用载波相移SPWM技术时,三相电流型多电平整流器交流侧电流的谐波特性和直流侧电压的谐波特性。研究结果表明,采用载波相移SPWM技术时,该整流器不仅在交流侧可以获得等效高频载波的多电平PWM电流波形,而且其直流侧电压中不包含低次谐波,最低次边带谐波群发生在N(N为整流器的并联模块数)倍载波频率处。最后,本文将频域分析结果应用于该整流器的参数设计,提出了一种简单、通用的分流电感参数的设计方法。仿真和实验结果对本文的理论分析进行了验证。     

三相电流型多电平变流器的数字控制技术

基于DSP和FPGA硬件系统,本文给出了三相电流型多电平变流器的控制系统的设计方法。文中给出一种二逻辑PWM信号到三逻辑PWM信号的数字转换方法,从而将三逻辑PWM信号的实现以及短路脉冲的分配完全移植于FPGA内部.实现了电流型多电平变流器的全数字化控制。通过一个三相电流型7电平逆变器实验.对所构造的控制系统进行了验证。