一种新型三相逆变器及其调制技术的研究

提出了一种新型三相不可控整流三相逆变器及仅通过改变相应的调制波来消除逆变器输出电压谐波的重构SPWM技术，最后通过仿真和实验比较了新型逆变器及传统逆变器的性能，验证了理论分析的正确性，证明此种新的逆变电源及其调制波生成方法具有广阔的应用前景。     

三相逆变器工作方式分析

本文详尽分析了基于不可控三相整流逆变器的工作方式，为提出一种仅通过PWM来消除输出电压中的谐波的新型PWM而不用或仅用一很小的直流连接电容的新型逆变电源奠定了基础。     

一种整流级为三相四开关的变频器拓扑及控制方法

提出一种整流级为三相四开关的双PWM变频器拓扑,该拓扑具有结构简单、整流级可控的特点,是高性能、低成本变频器的优良解决方案.针对该变频器拓扑,重点研究了变频器整流级的工作原理和控制策略,提出一种新型的整流级电流控制器.逆变器级采用矢量控制技术.MATLAB仿真结果表明,基于该变频器的调速系统具有理想的动态性能和稳态性能,该拓扑结构和控制方法正确、可行.     

电压型逆变器三相桥式整流环节滤波参数电感量和电容量的选择

交—直—交电压型三相逆变器装置的直流整流环节大都采用三相可控整流桥。本文从滤平整流桥的电压脉动和尽量缩小负载引起的电压波动的观点出发,经过分析、推导,提出一个选择滤波参数电感量L和电容量C的计算方法和公式。     

第五讲 相控型晶闸管直流调速装置的典型电路及其分析(二)

三、三相可控整流电路1.三相整流电路的特点单相可控整流电路简单、元件少、调整方便。但整流输出电压脉动大。当负载功率较大时,会造成电网三相电压的不平衡,影响电网其它用电设备的正常工作。因此在负载功率较大时,例如5kW 以上的直流电动机,宜用三相可控整流电路供电。三相整流电路可以分成三相半波整流电路和三相桥式整流电路两种基本类型。此外     

一种火电机组用电力电子式电压扰动发生器研究

为了准确分析火电机组变频调速系统的高低电压穿越能力,针对市场对电压穿越能力试验设备的需求,提出一种新型电力电子式的电压扰动发生器的设计。采用不可控整流和BOOST升压电路,将不可控整流电路输出的直流电升压到预定电压后输出,再经过逆变器控制输出任意模拟电压故障波形。所提设计可模拟单相、两相及三相电压的暂升和暂降,其持续时间、深度、起止相位和类型均可做到持续调节。实验结果证明：这种新型电压扰动发生器设计安全可靠,能够准确反应电网故障电压类型,可广泛用于火电机组变频调速系统高低电压穿越能力试验研究。     

脉宽调制型DC/AC变换电路的研究

主电路如图1，由三相桥式整流器、滤波器、三相逆变器及电流传感器LEM组成三相交流电源经三相桥式整流后得到脉动直流电压，再经滤波后，获得直流电压作为三相桥式逆变器的直流电源Kdc。     

微机控制往复驱动系统

详细介绍了用于往复驱动的微机控制无位置检测交流永磁无刷电机系统，该系统采用新型场效应晶体管作功率开关元件，组成三相桥式整流和逆变器，以ＰＷＡ脉冲信号实现斩波调整整流。逆变器与电机运行于自控式变频方式，不会出现失步，电机磁场为不受电枢反应影响的恒定方波，使电流与转矩成线性关系。     

兆瓦级永磁直驱风力发电机组变流技术

当前主流的风力发电系统采用"双馈电机 双PWM变流器"的变流技术,但存在效率低、控制复杂的问题。采用六相低速永磁同步发电机代替双馈发电机,变流器采用"不控整流 升压斩波 SPWM逆变"变流技术。六相不可控的二极管整流器对低速永磁发电机发出的交流电进行12脉波整流,这种不可控的整流方式增加了系统可靠性,简化了控制系统;采用升压斩波电路进行升压,以降低系统对电机输出电压的限制,拓宽风机的工作范围,同时将2个升压斩波电路并联,以降低单个电抗器和IGBT器件通过的电流;逆变器采用2个三相桥式PWM逆变器并联方式,在最佳风能捕获(MPPT)算法和逆变器数学模型的基础上,采用直接电流控制对逆变器进行输出控制。用PSIM软件进行了建模和仿真,仿真结果证实设计的正确性。     

三相逆变器幅值可控的小波PWM技术

三相逆变器的小波PWM具有总谐波含量低、直流电压利用率高、易于数字化实现等优点,但其无法在三相逆变器上实现对输出电压幅值的控制,这使得小波PWM的应用受到限制。为此,在单相逆变器幅值可控的小波PWM技术基础上,在三相逆变器的小波PWM中同样引入了一个调制度变量,使它在保持原有优点的基础上增加了输出电压可调的特性。分析了三相逆变器幅值可控的小波PWM的机理,并进行了仿真和实验研究,结果证明了机理的正确性,为三相逆变器小波PWM的广泛应用提供了基础。     

整流器功率平衡的多级串联高压变频器

现有实用的中高压变频器方案包括功率开关直接串联的两电平逆变器、单相逆变器的多级串联变频器、三相直接输出的三电平逆变器。该文提出一种整流器功率平衡的多级串联高压变频器,即一个整流器负担三个对称的单相交流电压输出,相位相同的单相逆变器通过变压器次级串联,构成一相高压交流输出。整个电路由网侧工频降压变压器、整流器与逆变器阵列、载侧高频升压变压器构成。串联级数为N的多级串联高压变频器包括N个整流器和3N个单相逆变器。该文分析这种变频器的拓扑构成和载波移相调制原理,并利用MATLAB/SIMULINK给予仿真分析,所得结果表明,所提出的多级串联高压变频器具有可行性和低成本。     

移动电站直流并联功率分配研究

在分析了交流电源直接并联存在的不足的基础上,提出了采用三相PWM整流—并联—PWM逆变的供电模式。三相PWM整流器输出的直流电压含有谐波导致直流电压不断脉动,交流电源通过三相PWM整流器进行直流并联时,必须考虑电压脉动的影响。针对此问题,通过在整流器输出侧添加电阻的方式,抑制了电压脉动对并联稳定的影响;分析了并联模块接入时机对并联过程的影响;提出了一种实现并联条件下,单个模块输出功率自由分配的控制方式。最后,通过仿真验证了该控制方式的可行性。     

基于补偿函数的SPWM矩阵变换器控制策略

应用矩阵变换器的交直交等效模型,在其交直和直交2个虚拟环节上,分别采用不控整流和SPWM2种简单易实现的调制方式。在三相输入电压对称或非对称的情况下,虚拟整流环节输出的是直流波动电压,为消除此直流波动电压对虚拟逆变环节SPWM调制输出的电压、电流波形的影响,利用开关函数概念推导了对SPWM的调制波进行补偿的补偿函数。其原理是通过向调制波中注入反极性的、幅值随直流波动电压瞬时值变化的正弦波来消除输出电压中的低次谐波。该方法同样适用于输入电压非对称的情况,而且其硬件实现电路简单。应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果表明在输入电压对称或非对称的情况下都能获得良好的输出电压波形,验证了所提控制算法的正确性。     

一种三角波注入的三相四桥臂逆变器控制策略

基于三相四桥臂电压型PWM逆变器的工作原理,研究了双闭环控制策略,并在此基础上研究了利用三相半波整流器实现三角波注入的三相四桥臂逆变器控制策略。此方法采用双闭环控制方法控制前三桥臂,采用三相半波整流器对前三相调制信号进行处理以获得第四桥臂信号控制,系统结构简单、易于控制。系统可采用纯模拟器件实现,有效地避免了DSP处理能力有限对PWM开关频率的限制,有效提高系统的开关频率,具有动态响应速度快,输出电压波形谐波含量低等特点。此外,三角波注入提高了直流电压利用率,增强了系统带不平衡负载的能力。仿真结果进一步验证了该控制策略的正确性与可行性。     

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.     

一种新型的中性线电流补偿器

针对目前非线性负荷造成低压配电网中性线过负荷的问题,提出一种新型的中性线电流补偿器.该新型补偿器将逆变器接入曲折变压器中性点和中线之间,逆变器输出的电流通过曲折变压器提供的低阻抗的零序电流通道注入系统,进行中性线电流的补偿.曲折变压器的二次侧输出利用全控整流桥整流,为逆变器提供直流电源,实现了能量的双向流动,有效地解决了采用不控整流模块时,在补偿器吸收有功功率的情况下所造成的直流电压升高,易造成开关器件过压损坏的问题.通过建立模型对提出的补偿器进行仿真研究,结果表明该新型中性线电流补偿器能够有效地补偿中性线中的谐波及不平衡电流,逆变器的直流侧电压保持稳定.     

Z源逆变器交流调速系统前馈控制策略研究

提出了一种适用于Z源逆变器交流调速系统(Adjustable Speed Drives System,简称ASDS)的前馈控制策略,用以抑制由二极管整流所带来的6倍于工频频率的纹波(简称6脉低频周期纹波)对系统的影响.由于Z源逆变器具有独特的升/降压功能,使得能通过调节直通占空比的大小得到恒定的逆变器输入直流链电压.首先,从定性和定量两个方面分析了6脉低频纹波对Z源逆变器ASDS的影响.根据前馈补偿之主动、超前补偿的特点,提出了适用于Z源逆变器ASDS的前馈补偿方法.根据全补偿理论设计了前馈补偿器.最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性.     

输入不平衡时双级矩阵变换器调制策略的改进

针对输入电压不平衡时双级矩阵变换器输出电能质量差且电压传输比低等问题,在空间矢量脉宽调制基础上提出了一种混合型控制策略.整流级采用过调制策略,保证负载侧输出最大功率,逆变级通过时变电压调制系数来实时修正逆变级占空比,确保负载侧三相对称输出,利用Matlab/Simulink对该调制策略下TSMC输出性能进行了仿真研究.仿真结果表明该方法不仅能有效改善非对称输入时输出波形,提高电压利用率,而且算法简单易于实现.     

Power factor improvement of single‐phase diode rectifier circuit by field‐weakening of inverter‐driven IPM motor

This paper proposes a novel inverter drive system to improve the input power factor of single‐phase diode rectifier. Conventional rectifiers need a high‐frequency switching device and a reactor to improve the input power factor. However, the proposed power converter does not need the switching device, electrolytic capacitor, or reactor. By making many ripples across the DC‐bus voltage, the input power factor can be improved. The proposed system consists of only a single‐phase diode rectifier, small film capacitor, three‐phase inverter, and motor. The proposed system adopts an interior permanent magnet (IPM) synchronous motor. The IPM motor is well known as a high‐efficiency motor and can realize field weakening. The basic ideas of the inverter control method are based on the following operations: the inverter's controlled synchronous with the DC‐bus ripple voltage by field‐weakening method, and direct active power feeding from the source side to the motor without smoothing the DC‐bus voltage. This paper describes that the proposed method can obtain an input power factor of 97.3% by experimental tests, and realizes the goals of small size and long life of the system. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 152(2): 66–73, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20047