求解特定消谐变换器开关角度的并行完备算法

结式消元法在求解特定谐波消除脉宽调制变换器的开关角度时会遇到中间表达式膨胀耗尽内存的问题,为此文中提出基于多项式插值的方法,将结式行列式的展开转化为插值点计算和线性方程组求解2个步骤,并给出了该方法并行实现的主要流程。计算结果显示此方法能够有效避免中间表达式膨胀的问题,所能求解的开关点数大幅提升。针对开关点数为6的变换器,给出了全调制比范围内的开关角度,实验结果验证了所求开关角度的正确性。     

适用于三电平逆变器的特定谐波消除脉宽调制方法

特定谐波消除脉宽调制方法SHEPWM近来受到人们的普遍关注,其通过开关时刻的优化选择,消除选定的低次谐波,具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等一系列显著优点。本文首先针对1/4周期对称的脉宽调制波形,研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法,提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法,使得求解非线性方程组的速度明显加快;根据非线性方程组的数值解,用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究;用小功率MOSFET管构成二极管箝位三电平逆变器实验电路模型,以双DSP中压变频控制平台为控制器,对三电平SHEPWM方法进行实验研究。仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点。     

BP神经网络在三电平逆变器消谐中的应用

提出了应用反向传播(BP)神经网络消除中点箝位型三电平逆变器中的谐波技术。以消除5,7,11,13次谐波为例,在分析特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术原理的基础上,建立了用于求解开关角的BP神经网络模型,通过遗传算法以离线方式获取了测试样本,完成神经网络的训练。训练完成的BP神经网络根据给定调制度的大小,以非线性拟合的方式在线求解开关角。仿真和实验结果表明,该方法克服了传统数值法求解消谐方程时初值选择困难的情况,将离线计算和在线求解的方法相结合,可实现实时的开关角求解。     

五电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法

为了提高非线性方程组的求解速度,提出了一种基于"冲量相等、重心重合"原则和直接数值计算的非线性方程组初值求取方法.以12个开关切换点为例,主要研究了五电平逆变器SHEPWM非线性方程组在调制比从1.15到0.01的全范围变化时的求解方法,对每一个M值给出了至少一组数值解.求解过程证明所提初值方法是有效的.论文讨论了随着M值从大到小变化,SHEPWM问题的解及其代表的波形的变化趋势.对选取的典型数值解进行了仿真和实验研究,结果证明所得数值解能够实现基波控制目标并有效消除选定的低频次谐波.     

基于模拟退火优化粒子群算法的七电平逆变器特定消谐技术研究

针对粒子群算法(PSO)应用于多电平逆变器特定谐波消除脉冲宽度调制(SHEPWM)技术时容易陷入局部最优问题,引入模拟退火算法(SA)与PSO结合.利用SA的Metropolis准则对PSO解的迭代进行修正,在保证求解效率的基础上,有效提升了PSO的全局寻优能力.最后将模拟退火优化粒子群算法(SA-PSO)应用于级联H...     

基于特定消谐PWM电流型逆变器的脉冲发生器

分析了特定消谐Selective H arm onic Elim ination,简称SH E)PW M 电流型逆变器的工作原理及其特点,并对SH E 非线性方程组的求解做了说明,在此基础上进行了电路的仿真分析。此外,还研制了基于现场可编程门阵列(FPGA)的SH E PW M 脉冲发生器。该脉冲发生器通过并口接收主控制器指令,根据指令控制脉冲波形的偏移角度并发出PW M 脉冲,脉冲经光耦隔离和脉冲分配后驱动主电路IGBT 开关器件。     

优化多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术

特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术在逆变器脉宽调制(PWM)控制,尤其是在高压大容量多电平逆变器控制方面备受关注。利用三角余弦函数倍角关系,将七电平逆变器多波段SHEPWM消谐方程组转换为代数多项式组的形式,然后利用Matlab中Solve函数得到全调制比下的所有解。经分析,绘制了总谐波畸变率(THD)最小值随调制比变化的曲线及对应的消谐开关角度轨迹。仿真和实验证明,利用该方法求取的开关角度解正确可行,并且具有高效、快速等优点,对开关角度合理选取及改善多电平逆变输出电压质量很有意义。     

多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法的初值问题研究

特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方法，通过开关时刻的优化选择，消除选定的低频次谐波，具有波形质量、效率、直流电压利用率都高、直流侧滤波器尺寸小等一系列优点，所以受到人们的普遍关注。该文提出一种基于面积相等和注入零序谐波相结合的非线性方程组的初值求取的方法，简化了多电平逆变器SHEPWM非线性方程组初值的求取方法，显著提高了初值的有效性，根据一个调制度数值和谐波消除目标确定的初值，往往适用于同样谐波消除目标下、调制度在该值附近的一个范围内的所有SHEPWM非线性方程组，并且较大加快了求解非线性方程组的迭代过程的收敛速度；以五电平电压源逆变器为例，采用电力电子专用仿真软件POWERSIM6，对非线性方程组的数值解进行了仿真研究，结果证实了所提初值求取方法的有效性和实用性。 关键词：；特定谐波消除脉宽调制；非线性方程组；初值     

NPC逆变器特定谐波组消除法

针对传统特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)中所得触发角与调制比的非线性关系以及非线性超越方程组的困难求解,指出了SHEPWM中非线性超越方程组解的几何意义.基于此,设计了基于脉宽的谐波消除方法,仅需引入一个变量便可对任一次及其整数倍次的一组谐波进行消除.以5次组谐波和3次谐波消除为例,介绍了该方法在多个谐波消除中的应...     

DSP在逆变器PWM控制中的应用

以TI公司的TMS320LF2407A芯片为例,介绍了DSP在逆变器控制中的应用,并详细描述了各类PWM波形特别是特定谐波消除PWM(SHEPWM)的产生办法。对于工程人员认识和使用DSP有很好的指导作用。     

ANPC三电平逆变器SHEPWM优化研究

对有源中点箝位型(ANPC)三电平逆变器在特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制策略下的母线中点电压平衡问题进行了研究。通过研究SHEPWM与空间矢量脉宽调制(SYPWM)的本质联系,将SHEPWM三相输出视为与SVPWM一致的空间矢量集,分析SHEPWM的解得到开关矢量对中点电压的影响,从而提出一种SHEPWM优化控制策略,该控制策略通过动态变换SHEPWM的开关状态,将一个小矢量替换为与之成对的另一个小矢量,从而在不影响消除线电压特定谐波的前提下,选择合适的小矢量使中点电压趋于平衡,最后搭建了三电平实验平台对所提出的控制策略进行实验验证,实验结果表明了该控制策略的有效性。     

三电平逆变器SHEPWM多组解特性比较及实验

研究了应用于三电平NPC逆变器的特定消谐(Selective Harmonic Eliminated PWM, SHEPWM)技术.传统SHE均假设波形1/4周期对称,这有助于减小方程组的维数,但同时也减少了可行解的空间,而消除低次谐波并不严格要求波形1/4周期对称.针对1/4周期对称SHE,以N=7为例给出四组解,然后进一步研究1/2周期对称下的解,从理论上证明可以存在无数组解,进一步将其分为两种不同的类型.分析和比较了1/4周期对称解和1/2周期对称解的区别和联系,以及不同类型的解在谐波特性方面的差异,并通过实验进行了验证.     

三电平逆变器SHEPWM优化方法的研究

以中点箝位型三电平逆变器(Three-level Inverter,简称TLI)为模型,提出了基于蚁群算法(Ant Colony Algorithm,简称ACA)求解非线性方程组的方法.求取特定消谐脉宽调制(Selective Harmonic Elimination Pulse Width Modulated,简称SHEPWM)的开关角度.ACA在求解非线性方程组时无需求解方程的初值,故加快了计算速度.用MatLab/Simulink仿真研究了消谐波的效果.并用IGBT搭建了中点箝位型TLI实验电路模型,对SHEPWM的消谐波效果进行了验证.实验结果证明了基于ACA的SHEPWM求解方法在TLI应用中的有效性.     

A technique of parallel connections of pulsewidth-modulated NPC inverters by using current-sharing reactors

The neutral-point-clamped (NPC) PWM inverters have many advantages such as the ability to operate the motor with nearly sinusoidal current waveforms. For this reason, in larger-capacity inverter systems, NPC PWM inverters using the GTOs, etc., have also been put into practical use because of great advantages to large-capacity ac motor drives such as lower ripple currents and higher output voltages. With the spread of applications, still larger-capacity inverters also are expected. However, since the capacities of such switching devices are insufficient, a certain technique and controlling method are proposed for the parallel connections of NPC inverters. The output voltage waveforms of the proposed inverter have certain voltage levels, and thus it is anticipated that it will be difficult to analyze the output harmonics. For such waveforms of output voltage and current-sharing reactor, a frequency analysis approach is described whose results are verified by experiments.     

关于变频器的输出切换问题探讨一兼论水泵群软起停控制方案

针对目前在变频器输出切换问题上存在认识误区的情况，试图从技术和经济实用的角度出发，对变频器的输出切换问题进行分析探讨，以澄清某些错误的看法，确立一个客观的认识。同时提出了一种多泵恒压供水及水泵群软起停控制方案。     

三电平逆变器SHEPWM的一种空间电压矢量合成算法

三电平逆变器的特定谐波消去脉冲宽度调制(SHEPWM)的开关角难于实时求解,而两电平的SHEPWM调制可由基本空间矢量SV组成的矢量序列实现。在三电平的空间矢量六边形所分解的两电平小六边形中,得出三电平SHEPWM所需的基本SV矢量切换状态表,推导基本SV矢量的作用时间,形成矢量序列,实现了三电平逆变器SHEPWM的一种电压矢量合成新算法,该算法中的开关角可通过基本SV矢量运算而直接生成且易于快速实现。     

三电平逆变器SHEPWM非线性方程组的求解

初值对三电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(selected harmonic elimination PWM, SHEPWM)非线性方程组求解过程收敛与否和收敛速度都至关重要。为了提高非线性方程组的求解速度,提出了一种以冲量相等、重心重合为原则的求取非线性方程组初值的方法,使得每一个M下取得的初值往往可以保证大多数M(以0.01为分辨率)值对应的非线性方程组收敛,而且显著加快了迭代的收敛速度。对采用所提方法求得的初值不能收敛的M值对应的方程组求解,采取了以其相邻的M值对应的数值解为初值的有效方法,结合这两种初值方法。以11个开关切换点为例,以0.01为调制度M的分辨率,对M从1.15到0.01范围内的每一点上的非线性方程组,采用Matlab6.5中提供的基于牛顿迭代法的fsolve函数,分别求解,并给出至少一个可以实现的数值解。讨论了三电平逆变器SHEPWM问题的多解现象和简单的优化原则。建立了二极管箝位三电平逆变器实验电路模型,对所求SHEPWM的解抽样进行实验,实验证明了所求解能够实现基波控制目标并消除选定的低频次谐波,证明该文提出的方法是有效的。     

多电平逆变器SHEPWM问题解的包含关系

为了利用已知的较低电平数多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(selected harmonic elimination pulse width modulation,SHEPWM)问题的解,来构建、丰富和完善具有较多电平数的多电平逆变器的SHEPWM问题的解的集合,该文从SHEPWM非线性方程组的形式、多电平逆变器输出电平的物理概念、多电平逆变器SHEPWM问题解的多重性等方面出发,提出并研究了多电平逆变器SHEPWM问题解的包含关系。以级联多电平逆变器为例,对七电平逆变器M=0.38、五电平逆变器M=0.76和三电平逆变器M=1.14时的方程组的数值解进行了实验研究,结果证明了所求数值解能够实现基波控制、谐波消除目标、七电平对五电平和三电平、五电平对三电平逆变器SHEPWM问题的解包含关系。     

基于Walsh函数的多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术

基于Walsh函数变换的特定谐波消除脉宽调制(selected harmonics elimination pulse width modulation,SHEPWM)技术存在调制比受限的问题,为此,提出了基于Walsh函数的多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术。该方法通过分析傅里叶级数变换下的多电平多波段SHEPWM电压波形,归纳出调制比从0到1之间变化时多电平逆变器多波段统一的SHEPWM非线性方程组,再利用Walsh函数变换对其进行求解,从而同时解决了拓展调制比、在线计算、实时控制的难题。以7电平为例,给出了各个波段下的Walsh函数分段线性方程组及开关角度轨迹,同时还考虑了调制比切换处多组解的情况。算例结果验证了该方法的可行性。