IGBT直接串联高压变频器

对常见的几种高压变频器主电路拓扑结构进行了简单分析 ,着重介绍了IGBT直接串联高压变频器的主电路结构及高速功率器件直接串联技术、正弦波技术、抗共模电压技术等三项关键核心技术 ,并对几种高压变频器的性能进行了较为详细的比较     

高压变频器现状及发展动向

高压变频器具有耐压水平、电磁兼容性要求高，设备费用相对昂贵等特点。在对二极管钳位3电平变频器、功率单元串联多电平电压型变频器，交一交SMD级联变频器、电流型变频器进行分析后认为，3电平与5电平变频器将成为当今高压变频器中电路复杂度最低、鲁棒性最优和效率最高的拓扑结构之一。对高压变频器的合理选型进行了分析，最后列举了国内外高压变频器的技术参数。     

能量回馈型多单元串联高压变频器综述

多电平变频器因其输出功率大、输出波形好,已经广泛应用于工业领域。其中多单元串联型多电平变频器因其优越的性能而受到广泛的关注。但是,传统的多单元串联变频器由于前端采用不控整流结构,不能实现能量的双向流动,限制了其在需要能量回馈场合中的应用。详细分析了目前多单元串联能量回馈的拓扑结构形式,比较了各种拓扑结构的特点,对不同拓扑结构的控制策略、整流侧电流及直流母线谐波特性进行了深入分析。最后,确定了一种适合我国工业发展的能量回馈拓扑。     

高压变频器在煤矿主扇风机中的应用

介绍了国产高压变频器在煤矿主扇风机中的应用情况,用户通过对高压电动机各种调速方式比较,选用功率单元串联多电平型高压变频器对主扇风机进行调速改造,应用情况表明,改造是成功的.     

国产3～10kV中高压变频器主电路现状及改进措施

国产高压变频器主电路型式包括二电平高进高出无需变压器的型式、三电平需要输入三绕组变压器的型式及多电平需要输入移相多绕组变压器的型式三种.具体介绍了国产单元串联多电平中高压变频器的控制型式、优越特性和不足之处,指出了以多相整流输入,三电平输出改进的必要性和具体方法,同时分析了其改进后的性能.     

河南院研制成功1000kVA/V6kV高压变频器

1000kVA/V6kV高压变频器日前由河南电力试验研究院研制成功。装置采用了基于IGBT器件的功率单元串联多电平拓扑结构,主要包括移相变压器、功率单元、控制系统等组成部分,属于“交-直-交”和“高-高”电压源型变频器。装置将电网侧6kV工频交流电整流成直流电,再将直流电进行逆变,得到电压、频率均可调的交流电输出。由于采用了功率单元串联多电平拓扑结构,     

单元串联多电平变频器脉宽调制方法分析

对多电平变频器不同的拓扑结构进行比较,研究分析单元串联多电平变频器的几种不同的调制策略。采用载波移相控制,通过Matlab仿真,分析调制比M变化时对输出相电压、线电压的影响以及谐波总畸变率的变化。     

单元串联多电平高压变频器开关量控制电路及功能设计

着重研究和设计了6kV单元串联多电平高压变频器中开关量控制电路及其功能.针对各种不同的输入输出电气规格及类型,设计了相应的开关量控制电路,并通过开关量电路的仿真和实际电路的测试,验证了设计的正确性.同时也实现了各种开关量电路的功能,并将6 kV单元串联多电平高压变频器系统成功地应用于实例.     

二种常见电压源型高压变频器的比较

对三电平宽带脉冲调制（PWM）和单元串联多电平PWM二种常见的电压源型高压变频器的结构及变频原理进行了分析比较，指出各自的优缺点，为一些特定工作区域的动力设备选择变频器，提供了选择依据。     

中压变频器的结构特点及选用

3.3 kV、4.16 kV、6 kV、10 kV电压等级的中压变频器与低压变频器在电路拓扑结构上有明显的差别:低压变频器通常是二电平的拓扑结构,中压变频器则为中点钳位或多重化的多电平拓扑结构。介绍了中压变频器两种拓扑电路的结构特点:多电平二极管中点钳位拓扑电路功率器件少、主电路简单、结构紧凑、体积小、控制算法简洁,易于实现系统四象限运行,但对系统参数的配置要求很高,研制难度较大,价格也较高;单元串联式多电平拓扑电路可以有效降低输入谐波电流,但系统复杂,适用于控制要求不高的风机、水泵负载。给出了中压变频器的主要品牌及选用方法。     

混合级联27电平逆变器控制策略和谐波分析

级联多电平逆变器因其具有众多优点,在高压大功率应用场合受到了越来越多的关注。混合级联多电平逆变器是级联多电平逆变器的一种特殊形式,它可以采用尽可能少的功率器件和独立直流电压源,得到尽可能多的电平数。本文混合级联多电平逆变器的直流侧采用1:3:9的电压比例,控制策略采用最近电平逼近调制(NLM),得到了27个电平数的输出电压,推导出输出电压的Fourier级数表达式,计算了理论上基波、谐波特性。最后通过Saber的联合仿真功能,仿真验证了最近电平逼近调制方法的有效性和基波、谐波特性的正确性。     

Cascaded Multilevel Inverters Using Proposed Series Sub-multilevel Basic Blocks with Reduced Switching Devices

In this paper, a novel configuration of the cascaded multilevel inverters using series connection of new sub-multilevel basic blocks is presented. The basic structure of the proposed sub-multilevel inverter is made of three isolated batteries and eight unidirectional power switches. Hereby, by changing the polarity of one of such batteries and two power switches, two different modules of sub-multilevel inverters can be extracted that each of them is able to be incorporated into two different cascaded structures as the series basic blocks. Contemporary, to determine the suitable magnitudes of the integrated batteries, two different algorithms for each topology along with their relevant mathematical analysis have been also given. In this study, a complete comparison between the proposed topologies and several recently presented structures has been conducted. The compiled comparisons can prove the fact that both the proposed cascaded inverters are capable of generating a higher number of output voltage levels with less number of switching counts. Other advantages of these structures are reduction of voltage sources numbers, DC sources variety, value of total blocking voltage, and also conducting losses. In order to demonstrate the correct operation of the proposed structures and presented algorithms, some experimental results will be also shown.     

Overdistention operation of cascaded multilevel inverters

In the past decade, the multilevel power converter has transitioned from an experimental concept to a standard product of many medium-voltage drive manufacturers. By utilizing small voltage steps, the multilevel topology offers higher power quality, higher voltage capability, lower switching losses, and improved electromagnetic compatibility over standard topologies. Recently, several researchers have focused on the cascaded multilevel inverter whereby two multilevel inverters are series connected to a motor load by splitting the neutral connection. The resulting performance is exceptional in terms of power quality since the overall number of voltage levels is effectively the product of the two cascaded inverters. This paper demonstrates that it is possible to extend this performance to an even higher number of voltage levels referred to as overdistended operation. This further improves the power quality that is significant in applications that have stringent total harmonic distorsion requirements, such as naval ship propulsion. A new control is introduced for overdistention operation and is validated with computer simulation and laboratory measurements.     

高压大容量储能功率转换系统的拓扑结构比较

高压大容量储能功率转换系统的主电路是储能电池进行充放电控制的基础,选择合理的功率转换系统主电路拓扑结构直接关系到高压大容量储能系统实际应用的可行性。分析变压器升压型变流器并联结构、H桥链式多电平变流器、全(半)桥模块化多电平变流器的单级式与双级式主电路拓扑结构,对比上述拓扑结构的材料成本、工作可靠性、材料功率损耗和输出电能质量。基于数学模型与仿真分析综合比较单位容量投资成本、工作可靠性、系统损耗和输出电能质量,结果显示H桥链式多电平变流器和半桥模块化多电平变流器更适合构建10 kV兆瓦级高压大容量储能功率转换系统。     

一族具有直流链电压箝位的高升压比Y源逆变器

针对耦合电感型阻抗源逆变器出现的直流链电压尖峰问题,在传统Y源逆变器的基础上,引入新型吸收回路,提出一族具有直流链电压箝位的高升压比Y源逆变器拓扑结构。对拓扑的工作模态和关键器件的电压、电流进行了详细分析,并给出电容和二极管的电压应力。相比其他耦合电感型阻抗源逆变器,所提逆变器在相同的电压增益下,具有更小的直通占空比,从而增大了调制比范围,提高了直流链电压利用率,且具有输入电流连续、元件电压应力较低等优点。搭建一台200 W实验样机,验证了理论分析的正确性以及所提逆变器的优越性。     

五电平逆变器窄脉冲补偿方法的研究

以五电平逆变器为例对多电平逆变器窄脉冲补偿方法进行了研究,分析了窄脉冲的各种情形,基于多电平载波PWM方法,提出了一种综合的处理方法--多电平零序电压注入(Multilevel Zero-sequence Vohage Injection,即MZSVI)补偿方法,即注入同符号零序电压、取三相中零序电压的极值以及两倍最小脉宽零序电压注入方法.仿真结果表明,采用MZSVI补偿方法后提高了输出电压,输出电压总谐波含量THD也大大减小.MZSVI方法可以推广到任意电平的逆变器的控制,可以有效地进行控制更高电压的中压大功率变流器,而且这种方法也适用于其它类型的多电平逆变器的窄脉冲补偿.     

一种光伏发电用高增益多电平逆变器

针对传统的多电平逆变器存在有源器件数量较多、电容电压不平衡、结构复杂以及电压增益低的问题,提出一种降低器件数量且可扩展的多电平逆变器。该逆变器由开关电容单元和两个半桥组成,使用1个直流电源、3个电容、13个开关管,实现4倍电压增益和九电平交流输出电压。该逆变器通过2个半桥代替后端H桥转换输出电压极性,可以有效降低开关管总电压应力。在所提逆变器的扩展结构中,电容逐级充电的工作方式进一步提高了电压增益和输出电平数。首先,详细阐述了所提逆变器的工作模式、调制策略、电容分析、电压应力计算和电路参数设计。然后,与其他类似多电平逆变器进行了比较。最后,通过仿真与实验验证了所提逆变器的可行性和理论分析的正确性。     

Multilevel DC-link inverter

This paper presents a new class of multilevel inverters based on a multilevel dc link (MLDCL) and a bridge inverter to reduce the number of switches, clamping diodes, or capacitors. An MLDCL can be a diode-clamped phase leg, a flying-capacitor phase leg, or cascaded half-bridge cells with each cell having its own dc source. A multilevel voltage-source inverter can be formed by connecting one of the MLDCLs with a single-phase bridge inverter. The MLDCL provides a dc voltage with the shape of a staircase approximating the rectified shape of a commanded sinusoidal wave, with or without pulsewidth modulation, to the bridge inverter, which in turn alternates the polarity to produce an ac voltage. Compared with the cascaded H-bridge, diode-clamped, and flying-capacitor multilevel inverters, the MLDCL inverters can significantly reduce the switch count as well as the number of gate drivers as the number of voltage levels increases. For a given number of voltage levels m, the required number of active switches is 2/spl times/(m-1) for the existing multilevel inverters but is m+3 for the MLDCL inverters. Simulation and experimental results are included to verify the operating principles of the MLDCL inverters.     

非对称结构功率单元串联多电平变频调速系统

介绍了一种非对称结构功率单元串联多电平变频调速系统,其主体结构采用单元串联级联方式,每个单元采用非对称结构的三电平方式构建,介绍了几种功率单元的几种拓朴结构以及整机的控制算法.采用此结构可以用低压器件解决高压变频问题,同时还可以使系统的结构大为简化,系统输出谐波减小.最后给出了系统实际运行的结果.