三电平逆变器控制方式性能比较

介绍了二极管钳位式三电平逆变器电路拓扑及控制策略,在Matlab／Simulink下进行建模与仿真,通过比较三电平逆变器输出电压和输出电流及其谐波特性,分析了同相层叠载波控制方式和反相层叠载波控制方式的优缺点,为以后进一步研究打下基础．     

4种模块化多电平逆变器调制策略对比分析

介绍了模块化多电平逆变器,分析了环流抑制方法以及子模块间电容电压平衡策略.在多电平结构的调制策略中,选取载波重叠调制方式、最佳电平逼近调制方式和载波移相调制方式以及一种PWM(pulse width modulation)和最佳电平逼近相结合的混合调制策略,在Matlab/Simulink中搭建三相带对称负载逆变系统仿真平台,改变调制策略得到相关结果和参数,得到了输出电压波形的波形图和FFT(fast Fourier transformation)分析结果,分析了其谐波成分的不同规律,相互比对后发现从不同的标准来衡量调制策略的优劣时,排序结果有差异,为根据实际情况适合采用哪种调制策略提供参考.     

一种三电平光伏并网逆变器SVPWM的优化算法

三电平逆变器具有耐压等级高、谐波含量低、开关损耗小等优点,应用于光伏并网发电领域能提高系统的容量和效率,但是其空间矢量调制（SVPWM）存在运算复杂、实现困难等问题.文章介绍了三电平光伏并网逆变器的主电路结构和工作原理,并针对其SVPWM算法的复杂性,提出一种三电平SVPWM的简易算法,将三相正弦调制波修正到两电平下,利用零序分量注入法实现两电平下的SVPWM调制并反修正到三电平,使得运算量大为化简.搭建10kW三电平光伏并网逆变器实验平台,实验结果证明了本文提出的简易调制策略的正确性.     

高压变频调速系统仿真研究

详细地分析了两电平高压变频器共模电压产生机理。为有效抑制共模电压对高压变频器的不良影响,提出了两种措施和一种新型拓扑结构:在24脉波整流输出的直流电路中设置共模电抗器,在三电平逆变器和电动机之间设置输出滤波器,并将滤波器中性点、直流侧中间点和三电平逆变器中性点相连。利用MATLAB的Simulink环境,基于该拓扑结构对6kV/2250kW的电机进行了仿真研究。从仿真结果可以明显看出,所提出的有关减小高压变频器的共模电压的措施有利于减小电磁干扰,提高变频器运行的可靠性。     

最优时间的无零矢量有限状态预测控制

针对三相逆变二电平电路运行特性和交流侧共模电压抑制需求,提出了一种最优时间序列的三相逆变器无零矢量有限状态预测控制．在传统有限控制集模型电流预测控制基础上舍弃零矢量,以减小输出电流偏差为目标构造价值函数;非零矢量采用最优作用时间,以消除共模干扰的最大值．通过实验表明,改进策略有效地降低了共模电压,改善了输出电流的对称性,提高了稳态精度．     

三相非隔离型并网逆变器漏电流抑制研究

由于非隔离型光伏并网逆变器较隔离型光伏并网逆变器具备效率、体积、成本方面的先天优势,当前光伏并网逆变器将朝非隔离型方向发展.为此,应研究减小非隔离型光伏并网逆变器共模电压及其漏电流的方法.本文在分析非隔离光伏逆变器共模电压产生机理基础上,以三相光伏逆变器拓扑结构为研究对象,分析该拓扑结构光伏并网逆变器共模电压模型,进行SVPWM控制减小共模电压变化和漏电流.     

一种多电平逆变器故障诊断与容错控制策略

针对逆变器开关元件的开路故障,提出一种级联H桥多电平逆变器故障诊断与容错控制策略。 在不改变级联H桥多电平逆变器电路拓扑的情况下,通过快速傅里叶变换(fast fourier transform, FFT)和主元分析(principal component analysis, PCA)对逆变器原始开路故障数据进行了预处理和特征提取,构建贝叶斯网络(Bayesian network, BN)对级联H桥多电平逆变器开关元件的故障进行快速诊断,根据诊断的结果,基于变载波和调制波电压重构容错控制方法,使逆变器输出电压仍能满足系统平稳运行的要求,通过仿真与试验验证了该策略具有良好的诊断及容错控制性能。     

Research of Wavelet Modulation for Single-Phase Three-Level Inverter

单相三电平逆变器小波调制策略的研究

刘洪臣,范国磊,苏振霞

（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,哈尔滨150001）

创新点说明：

提出了单相三电平逆变器的小波调制策略,提高了输出电压的基波含量,降低了输出电压的谐波含量。

研究目的：

将小波调制应用于三电平逆变器中,降低输出电压中的谐波含量。

研究方法：

1.小波调制策略从两电平逆变器扩展到三电平逆变器;

2. 通过理论分析三电平逆变器小波调制策略的输出电压基波和谐波含量,证明其方法的优越性;

3. 通过仿真和实验对所提方法的正确性进行了验证。

结果：

基于小波调制的三电平逆变器的输出电压的基波含量高,谐波含量低;

结论：

三电平逆变器小波调制的输出电压谐波含量小、基波幅值大,能很好的改善输出电压质量,并且开关频率低,算法简单,易于实现。对于小波调制策略而言,研究表明小波调制总采样组数D与电压谐波畸变率存在非线性关系,因此当选择适当的采样组数D时,逆变器的开关频率、开关损耗及谐波畸变率将很小。

关键词：小波调制;三电平逆变器;谐波含量;基波

     

考虑死区的三相PWM逆变器共模电压抑制技术

为了实现对三相脉宽调制(PWM)逆变器死区条件下输出共模电压尖峰的有效抑制,提出混合调制算法.分析死区对临近矢量PWM(NSPWM)和等效零矢量PWM(AZSPWM1)输出共模电压的影响,揭示共模电压尖峰出现时需满足的负载功率因数和所处的扇区位置.为了消除共模电压尖峰,限定有关电压矢量的最小作用时间,并根据伏秒平衡原理,分别对NSPWM和AZSPWM1进行修正.分别分析最小作用时间对修正的NSPWM和AZSPWM1适用调制范围的影响,并将二者结合组成混合调制算法.结果表明:该混合调制算法可在全功率因数条件下宽调制范围内实现对共模电压尖峰的有效抑制.     

一种双输入八开关九电平逆变器及其调制策略

针对现有多电平逆变器存在使用器件较多以及调制策略复杂的问题,提出一种仅由2个直流输入源、8个开关管、1个开关电容和1个二极管组成的双输入八开关九电平逆变器。所提出逆变器的电容器充放电自平衡,不需要额外的电容电压平衡电路和复杂控制算法。4对开关工作状态互补,进一步降低了调制策略的复杂度。介绍逆变器的拓扑结构和工作原理,分析调制策略。实验结果验证了该拓扑及其调制策略的有效性和可行性。     

DTC技术对电机驱动系统中共模电压的抑制效果研究

针对共模电压对电机产生的极大危害,研究了在三电平变频器中采用直接转矩控制技术对共模电压的抑制。利用三电平变频器的有效开关状态,有效地消除了共模电压,并在Matlah／Simulink中建立相关仿真模型,仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

基于共模电压抑制的六相电机空间矢量调制

为了解决双Y移30°六相电机与逆变器组构成的系统中存在共模电压的问题,提出一种新的六相电机空间矢量脉宽调制方法以有效降低共模电压的幅值和变化频率.利用三相解耦PWM (pulse w idth modulation)算法将六相电压源逆变器的电压矢量分解到两个三相电压源逆变器中,得到和六相矢量空间解耦(vector space decomposition,VSD)方法近似的控制效果,再利用无零矢量PWM调制方法分别进行合成.对仿真结果的分析表明,保证了较好的电流、转矩和转速性能情况下,共模电压峰值为直流母线电压的1/6,共模电压的变化频率也显著降低.     

基于ARM7的蓄电池组在线监测装置的设计

在研究蓄电池组单体电池电压信号接入A/D转换器需要解决抗高共模电压问题的基础上,提出了一种差分运放与隔离运放相结合的高性能价格比解决方案.基于Philips LPC2138ARM7片上微控制器系统设计了一款蓄电池组在线监测装置,实现了对96只2V/200Ah蓄电池组的在线检测,也可以满足32只12V/300Ah蓄电池组的检测要求.现场运行结果表明,装置抗共模电压能力、采样精度、稳定可靠性符合相关标准的要求.     

一种用于光通信的高速LVDS发送器设计

该文设计了一种基于0.13μ m CMOS工艺的高速LVDS发送器.通过增加有效的共模反馈电路来抑制开关噪声,同时LVDS输出具有更小的过充电压和更稳定的共模输出电平,使该发送器能在更高的工作频率下运作.该发送器电路采用标准0.13μm CMOS工艺进行设计,版图面积为130μm × 90μm.仿真结果表明,该LVDS...     

串联稳压器基准误差放大电路的设计

针对串联型稳压器,设计了一种应用于串联型稳压器具有自建基准的新型误差放大电路。该电路具有构思巧妙,结构优化,易于集成及较高的开环增益,共模抑制比及交流特性的优点。通过验证,实测数据与仿真结果基本一致。     

级联H桥D-STATCOM双机并联系统PR重复控制策略研究

针对级联H桥型配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)并联系统,文中分析双机载波相位差所导致的机间谐波环流问题,并根据单极倍频调制原理解释了载波移相产生谐波环流继而发生直流电压振荡的原因.为明确直流电压振荡对D-STATCOM所带来的负面影响,从双D-STATCOM的输出阻抗模型和直流侧电压的传递函数所反映的D-STATCOM机间的交互耦合特性入手,文中提出一种采用比例谐振(PR)重复控制抑制直流电压振荡的D-STATCOM电流内环控制策略,理论分析和系统仿真证明,该控制策略可使系统谐波含量减少,避免了谐波环流时D-STATCOM系统直流电压振荡导致直流电压失稳的情况.最后通过RT-LAB实时仿真平台验证了上述理论分析的正确性和控制策略的有效性.     

通信基站电池组测量

以当前移动通信基站电池组电压和电流的测量为研究对象,针对其高共模电压特征,分别提出了电阻分压、模拟光耦和差分减法的电压测量方案,针对其双向电流特征,分别提出了单、双放大器的电流测量方案,并分别对上述电压和电流测量方案性能作了分析比对,最后根据分析结果,作出合理选择,并应用于实际系统。     

基于MATLAB的多电平高压变频器的仿真研究

级联式多电平变频器具有输出波形好、谐波含量低、无需滤波器等特点.在介绍级联式多电平变频器工作原理的基础上,对多载波控制算法进行了分析和研究.为了降低系统的研发成本和加快系统研发进程,使用MATLAB软件进行系统建模与控制算法的仿真.结果表明,级联式变频器能够有效抑制电压变化率和共模电压.且谐波含量低.仿真结果与理论分析一致,验证了MATLAB软件应用于多电平变频器系统分析的可行性,为研究分析级联式变频器提供一条新途径.     

单相逆变电源并联控制技术研究

在逆变电源并联系统中普遍采用外特性下垂控制技术,即依据有功功率和无功功率分别调节输出电压的相位和幅度。但是,对于电压电流双闭环反馈的单相逆变电源,输出有功功率和无功功率与输出电压相位和幅度均有耦合关系。针对这一问题,该文推导了单相逆变电源的等效输出阻抗,研究了有功功率和无功功率与输出电压相位和幅度间的定量关系;并在此基础上提出了一种外同步幅度下垂的并联控制策略,即逆变电源输出的相位通过外部总线来同步,而幅度则根据有功功率和无功功率的大小进行调节。建立了并联系统模型。实验结果表明了该方法的有效性。     

逆变器并联运行的环流反馈控制

环流是影响逆变器并联运行性能的一个重要因素,介绍环流产生的原因及环流反馈控制原理,基于此原理提出了同步调幅控制策略,并对环流调幅和准环流调幅两种控制模型作出分析与比较.