基于SVPWM分解的多电平逆变器控制算法研究

随着电气自动化的发展,多电平逆变器在大功率变频器领域得到大量应用.针对多电平逆变器控制要求较高、基本空间矢量很多、SVPWM调制算法具有较大的复杂性问题,提出了一种分解为两电平SVPWM的简化算法.以二极管钳位式(NPC)三电平逆变器为对象,介绍了三电平SVPWM的拓扑结构、工作原理及SVPWM控制算法,并给出了Matlab/Simulink环境下的仿真建模,结果分析证实了该算法的可行性.     

三电平变频器主电路的设计

近年来在运动控制领域中,三电平中压变频器的开发得到了广泛关注,而三电平逆变器使电压型逆变器的容量大、性能高成为可能,研究开发三电平逆变器具有重大意义。     

三电平逆变器死区补偿策略的研究与实现

文章详细介绍了三电平逆变器的死区效应,分析了三电平逆变器的死区补偿策略,以1台22 kW/380 V异步电动机为例建立了三电平逆变器供电矢量控制仿真模型。仿真结果表明,有死区补偿时的逆变器转速达到稳态所需的时间短,电流的谐波畸变率较小,转矩脉动明显减小。     

三电平H桥逆变器差模干扰源研究

三电平变逆变器具有输出功率大、电压电流谐波含量小以及能够用于中高压大功率场合等优点,因而在中高压调速领域和电力系统无功补偿中得到了广泛的关注和大量应用。要研究三电平H桥逆变器传导干扰就需要从研究干扰源着手。不管是基于时域仿真方法还是频域解析方法进行干扰预测,必须首要解决干扰源模型的描述问题。本文在时域分析了三电平H桥逆变器差模干扰源,开展实验验证了分析的结论。然后采用双重傅里叶分析方法分析了三电平H桥逆变器差模干扰源的频谱~([1])。     

基于SVPWM的三电平中点钳位型逆变器的研究

在介绍三电平中点钳位型逆变器SVPWM控制策略基础上,本文结合DSP和FPGA各自的优点,设计了基于FPGA和DSP的中点钳位型三电平逆变器。并对SVPWM的控制策略进行了实验研究,得出了相电压、线电压和电流波形,实验结果表明了三电平NPC逆变器SVPWM方法的有效性。     

三电平逆变器开路故障诊断研究

针对传统三电平逆变器开路故障诊断方法存在计算复杂、准确率低等问题,提出了一种基于小波分析与粒子群优化支持向量机的三电平逆变器开路故障诊断方法(WT-PSO-SVM).在分析三电平逆变器三相电流信号特征的基础上,利用三层小波对电流信号进行分解,提取各频带能量作为故障特征;小波变换提取到故障能量特征后,部分故障下所提取的能量十分接近,无法有效区分,进而引入正半周比例系数作为辅助特征;将归一化的能量和正半周比例系数作为特征向量输入支持向量机进行分类训练,同时利用粒子群算法优化支持向量机的参数以达到最好的分类效果,最终实现故障诊断.实验结果表明:WT-PSO-SVM方法可以有效识别三电平逆变器的开路故障,较其他故障诊断方法有更高的诊断精度和速度,在变负载和有噪声影响情况下仍有较高的故障识别准确率,准确率达到97.3%.     

一种七电平逆变器的研究与实现

结合二极管钳位型三电平和传统两电平逆变器的特点,本文提出了一种新型的七电平逆变电路拓扑。新型电路拓扑所用的开关管的数量和三电平相同,但是电平数大大提高,波形也更加近似于正弦波。对该逆变器的控制方法进行分析后,本文在MATLAB中建立了仿真电路并搭建了实验装置,证明其控制方法的可实现性。     

基于Park变换的三电平逆变器开路故障诊断

针对现有二极管钳位式(NPC)三电平逆变器开路故障诊断方法存在计算量大、准确率受噪声和负载等影响的问题,提出了一种基于Park变换的三电平逆变器开路故障诊断方法。对三电平逆变器三相输出电流进行Park变换,计算平均电流Park矢量;利用滑动窗口取得单周期电流信号,根据逆变器电路结构分析IGBT故障时输出电流变化;采用迭代法确定平均电流Park矢量模值的阈值,结合相角和模值进行三电平逆变器功率管13种开路故障的识别和定位。仿真结果表明,该方法故障诊断准确率达到了98.31%。与传统的开路故障诊断方法相比,该方法不需要对13种开路故障数据进行学习和训练,大大减少了计算量,提高了故障诊断效率和准确率。     

多电平逆变器拓扑结构的优化

该文在研究传统的级联型多电平逆变器的基础上提出了一种多电平逆变器基本构成单元的概念,并从这一概念出发,提出了基于基本构成单元串-并、并-串思想生成多电平逆变器拓扑的方法.以此方法得到的大量多电平逆变器拓扑,不仅涵盖了已有的基本多电平电路拓扑,而且得到一些新的拓扑结构,从而将多电平变换拓扑统一在基本构成单元的概念之内.为了验证所得到拓扑的正确性,以串-并拓扑为例,进行了仿真和实验验证.这一概念也为多电平逆变器新拓扑的生成提供了思路.     

新型不对称三电平四桥臂Z源逆变器的SVPWM算法

为了简化三电平逆变器结构,提出了一种新型不对称三电平四桥臂Z源逆变器拓扑结构。与常规对称三电平四桥臂Z源逆变器相比,减少了功率器件的数量,且无需二极管或电容进行箝位,结构简单,有效降低三电平Z源逆变器的成本。针对不对称三电平拓扑结构的逆变器在进行空间矢量调制时因开关矢量缺失,无法通过冗余矢量进行中点电位控制的问题,根据Z源特有的上下直通状态对中点电位的影响,提出了一种基于abc坐标系下的不对称三电平四桥臂逆变器最优SVPWM控制策略,通过控制上下直通时间,在实现直流升压的同时有效抑制了中点电位的偏移。仿真验证了该方法的可行性和有效性。