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。     

Reduction of harmonics in grid-connected inverters using variable switching frequency

The increasing application of distributed power generation into the power system makes grid interconnection requirements of power quality more and more stringent. The reduction of current total harmonic distortion (THD) of grid-connected inverters to achieve the grid code by increasing of switching frequency in PWM of inverters is one of the popular methods, but this increases the switching loss. The aim of this paper is to propose a PWM technique with the function of variable switching cycle to reduce the current harmonics in grid-connected inverters. The weights of this function are determined by using a genetic algorithm under the constraint of constant switching loss. The simulation and experimental results of the proposed technique as well as the conventional constant technique are given and compared, which validate the performance of the proposed technique.     

实数编码遗传模拟退火算法SHEPWM控制技术

针对多电平逆变器SHEPWM(selected harmonic elimination pulse width modulation,SHEPWM)消谐模型的求解问题,提出一种遗传算法和模拟退火算法相融合的新型算法。该算法根据个体适应度值进行自适应交叉和变异操作,采用模拟退火算法进行个体更新,以增加种群的多样性,增强全局寻优能力,避免陷入局部最优,并以实数编码保存个体来提高计算精度。以二极管箝位三电平逆变器SHEPWM为例,给出了全调制度下的开关角度轨迹及较高调制度下的另外两组解,绘制了谐波失真含量(total harmonic distortion,THD)随调制度变化的曲线,并给出了详细的仿真结果。最后通过建立的二极管箝位三电平逆变器实验平台进行了实验验证,仿真和实验结果证明了该算法的正确性和可行性。     

基于傅里叶级数拟合实现的三电平SHEPWM

在大功率场合,三电平中点箝位NPC(neutral point clamped)型逆变器需运行在较低的开关频率,此时传统调制方式(载波调制和空间矢量调制)不再适用,需采用特定谐波消除脉宽调制SHEPWM(specific harmonic eli-mination pulse width modulation)等其他调...     

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.     

统一潮流控制器中逆变器的特定谐波消去调制方法研究

以统一潮流控制器为研究对象，针对其逆变器输出的线电压中可能含有的谐波成分，设计出一种变压器接线方式，通过这种变压器接线方式，逆变器输出的线电压中的一些谐波成分将会被抑制。同时将特定谐波消去调制技术应用于统一潮流控制器逆变器的控制中，可将变压器接线方式所不能消除的谐波成分中的低次谐波成分消除掉。     

运用遗传算法选择性消除多电平逆变器新拓扑中的谐波

目前,传统的PWM技术和选择性谐波消除问题得到了广泛研究。提出运用遗传算法来选择性消除多电平逆变器新拓扑中的谐波。新拓扑与传统结构相比较有减少开关数量的优势,并且可以把输出电平的数量扩展到任何值,该系统减轻了执行机构的复杂性,缩短了计算时间。对于每一个被要求消除的谐波,如果最优开关切换角存在,搜索过程中,遗传算法都可以找到一组最佳开关切换角。模拟仿真和实验结果都验证了新拓扑适合于不同电平数量的逆变器和不同次数的谐波消除。