四桥臂三电平逆变器3D-SVPWM调制策略

针对四桥臂三电平中点钳位型逆变器传统的复杂三维空间矢量脉宽调制算法和中点电位不平衡问题,提出了基于分解思想的3D-SVPWM调制策略和基于电荷守恒的中点电位平衡算法。该调制策略将αβγ坐标系下四桥臂三电平逆变器电压矢量空间分布在αβ平面上的投影分解为两电平结构进行分析,并利用两电平的调制策略实现对参考电压矢量的调制;提出的中点电位平衡算法,根据电荷守恒原理调整冗余矢量的作用时间实现对中点电位的控制。与传统的调制策略相比,所提调制策略极大地简化了运算过程,并且实现了直流侧上下电容电压平衡。仿真和实验验证了本文所提策略的正确性。     

双三电平双馈电机控制系统

以双馈电机的矢量控制技术为研究对象,采用交流/直流/交流变流器作为主电路。交流/直流采用三相三电平整流器实现网侧的单位功率因数,减少对电网污染的同时实现能量的双向流动。直流/交流采用三电平逆变器,并对双馈电机进行定子磁链定向的矢量控制,定子侧功率因数为1,且电机动态性能良好。本文还采用了一种新型的电压空间矢量脉宽调制算法对三电平逆变器的电压空间矢量平面进行简化,将三电平逆变器电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,并方便地实现了对中点电位平衡的控制。     

三相VIENNA整流器矢量控制策略的研究

针对三电平VIENNA整流器存在中点电位波动、控制复杂的问题,将直流侧中点电压偏差引入到电压定向电流解耦的双环控制中,通过调整矢量作用时间来达到直流侧中点电压平衡控制,并探究了一种三电平空间矢量平面简化到两电平矢量平面的简化空间矢量脉宽调制算法。最后通过MATLAB/Simulink搭建VIENNA整流器矢量控制仿真模型,通过仿真分析证实了该控制策略简单可行,且具有良好的动态性能和静态性能。     

中点电位平衡的三电平逆变器SVPWM简化算法及其实现

对中点钳位式三电平逆变器空间矢量调制算法和中点电位平衡控制方法进行研究,所介绍的三电平参考电压分解的空间矢量调制简化算法可避免传统开关时间的繁琐计算。中点电位的不平衡是中点钳位式三电平逆变器的一个固有问题,从矢量调制的角度分析了中点电位波动的本质和规律,并提出了一种基于简化调制算法的中点电位平衡控制方法,该方法通过调整平衡控制因子可较精确地控制中点电位的平衡。仿真分析和实验结果验证了简化算法的可行性和平衡控制的有效性。     

三电平逆变器控制策略的改进研究

提出一种基于非直角坐标系的两电平SVPWM控制算法。在此基础上采用新型电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法将三电平逆变器的电压空间矢量平面简化至两电平平面。在DSP中将两电平逆变器的电压空间矢量控制算法应用于三电平逆变器中。实验结果证明该算法实现简单,性能良好。     

多电平逆变器空间矢量脉宽调制的简化算法

提出了一种实现多电平逆变器空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)的简化算法。该算法可以方便地根据参考电压矢量的幅度和相位选择3个邻近的基本空间电压矢量,并计算出这3个基本矢量的作用时间。该简化算法不但适用于三电平逆变器,而且对更多电平数的多电平逆变器同样有效。利用提出的简化算法对一个三电平逆变器进行了仿真和实验,仿真和实验结果验证了算法的正确性。     

T型三电平逆变器中点电位平衡电路及控制

直流母线电压中点电位不平衡是T型三电平逆变器的拓扑结构造成的固有问题。这里从T型三电平逆变器的拓扑结构出发,分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)中大、中和小矢量对中点电位不平衡的影响,针对中点电位不平衡,在电源侧并联一个半桥模块且中点与母线中点串联电感的平衡电路,然后对平衡电路被控对象进行建模与分析,推导出中点电压平衡控制框图,通过对上、下电容进行充放电控制,控制中点电位达到平衡,最后,搭建了T型三电平逆变器实验平台,进行了仿真和实验验证,实验结果验证了所提平衡电路和控制的有效性和可行性。     

三电平整流器中性点平衡控制策略的研究

基于四象限运行的二极管箝位式三电平PWM整流器,采用一种新型的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,将三电平逆变器的电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,并深入分析三电平整流器中性点平衡的原理及控制算法,提出了一种支持整流器四象限运行的无需直流侧电流传感器的直流侧功率流向判断方法.最后通过实验验证了控制算法的有效性.     

三电平矢量分解SVPWM算法及中点电压平衡

传统多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法需要复杂的扇区判断和大量三角函数计算,不易于向更高电平级数扩展。研究了一种简化的基于参考电压矢量分解的三电平SVPWM算法。该算法将两电平SVPWM算法应用到多电平SVPWM算法,简化了扇区判断,避免了三角函数运算。分析三电平逆变器中点电压不平衡的机理,给出中点电压平衡控制策略。该策略易于推广到多电平SVPWM算法。实验验证了该控制算法的有效性。     

基于矢量分解的多电平逆变器简化SVPWM算法

为进一步提升多电平逆变器空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法的计算效率,并增强其拓展性,提出了一种基于矢量分解的简化算法.介绍了一种基于虚拟作用时间的两电平SVPWM算法,不需经过区域判断即可实现基本电压矢量作用时间的统一计算,从而减少算法计算量;通过将参考矢量分解为多电平基本矢量和两电平参考矢量,将多电平空间中电压矢量的合成转化到两电平空间下进行,从而简化多电平SVPWM算法的实现.采用该算法生成多电平基本矢量作用序列及计算其作用时间的复杂度与电平数无关,扩展性较强,便于将其应用于多电平逆变器中.通过三相五电平NPC/H桥逆变器的PSCAD仿真及三电平逆变器的样机实验证明了所提方法的有效性.     

基于简化三电平SVPWM算法的逆变器研究

分析了三电平SVPWM的简化算法,将传统两电平逆变器的电压空间矢量控制算法用于三电平逆变器,对该算法进行了详细的数学推导,同时给出其实施步骤,并利用DSP实现了该算法.在实验室将一个22kW的三相异步电机作为实验对象.在工业现场采用55 kW和1000kW三相异步电机作为研究对象,三者的实验结果证明,该算法实现简单.能够在实践中取得良好的性能.     

基于DSP控制的60°坐标系下三电平逆变器SVPWM的研究

针对传统的SVPWM算法计算复杂的缺点,提出了基于60°坐标系的三电平逆变器的SVPWM算法,该算法仅需进行简单的逻辑判断就可以得到参考矢量的具体位置,并且用简单的加减运算就可以得到基本矢量作用时间,能够极大简化SVPWM的运算。DSP的实验结果表明了这种基于60°坐标系的三电平逆变器SVPWM算法的正确性。     

三电平逆变器双极性调制方式研究

SVPWM控制的三电平逆变器具有减少谐波含量、改善输出电压波形的优点,正在逐步取代传统的两电平逆变器。介绍了三电平逆变器原理和空间矢量算法在其中的应用,提出一种改进算法的三电平空间矢量PWM调制策略和中点电位控制方法。基于TMS320C2812DSP实现了逆变系统的数字控制,利用FPGA和PLC实现脉冲触发和接口控制。仿真和实验结果论证了该算法的正确性。     

一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法

在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上,提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法.三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得,并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换.为了分析三电平逆变器的脉冲序列模式,按照矢量之间切换的可能性,提出了一种新的可用于描述矢量开关序列的分类标准.针对传统的和改进的作用序列进行逆变器输出谐波的评估.文中所提的各种理论与算法都可以非常容易地推广到更多电平的系统中.为了验证所提算法的正确性,进行了实验验证.     

三电平空间矢量PWM的实现

在介绍二极管箝位三电平逆变器空间矢量PWM原理的基础上,提出了一种实用的易于数字化实现的三电平逆变器空间矢量PWM算法,该算法很好地继承了两电平SVPWM算法的思想.在此基础上给出了基于DSP和CPLD的三电平SVPWM实现方案,该方案充分发挥了DSP和CPLD各自的特点.实验结果证实了所提出方法是正确可行的.     

三电平逆变器SVPWM控制的一种简化算法及实现

探讨一种新型三电平SVPWM控制方法 ,阐明了其与二电平空间矢量图之间的关系。在此基础上 ,沿用二电平空间矢量的计算方法 ,避免直接使用三电平空间矢量NTV法则的繁琐计算 ,此过程简洁明了 ,便于仿真和控制实现。仿真分析结果验证了该方法的可行性 ,系统性能优良     

动车组三相三电平T型逆变拓扑及其简化调制

针对传统动车组NPC三电平逆变器拓扑结构和调制算法的复杂性,对T型拓扑进行分析,阐述了T型拓扑的特点和能平衡器件损耗的优点。进一步简化了三电平逆变的SVPWM调制方法,同时对中点电压不平衡引入调节系数进行控制。最后进行了仿真验证。结果表明,T型结构引入中点电位调节系数后具有较好的带不平衡负载的能力,证实了T型结构的正确性与在动车组牵引传动中应用的有效性。     

NPC三电平静止无功发生器SVPWM简化与改进

分析了应用较多的二极管箝位型三电平静止无功发生器主电路原理,着重探讨了三电平SVPWM技术的简化与改进。提出将不同扇区中的三电平参考空间矢量经过旋转、加减运算、再旋转的方法,最终都转化为同一个固定扇区内的两电平参考矢量来进行合成运算,从而实现了三电平SVPWM算法的简化,减轻了主控制器的运算负担。提出了以SVG交流侧瞬时电流为根据修正SVPWM脉冲序列中正、负小矢量作用时间,在控制直流中点电压平衡的同时避免了增加系统的硬件电路,实现了三电平SVPWM算法的改进和优化。仿真和实验结果证实了该SVPWM简化、改进方法的正确性和有效性。     

基于开关电感的增强型Z源三电平逆变器

分析了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的常规单z源三电平中点钳位(NPC)逆变器的升压能力,指出若直通矢量作用时间不超过某一有效矢量的作用时间,则逆变器的电压增益最大值仅为1.15,不具备升压能力。对SVPWM方法作出修改,使电压增益与z源两电平逆变器的相同。为了进一步提高升压能力,提出一种增强型z源网络,直流母线的正端和负端各引入1个开关电感(SL)单元,不仅提高电压增益,而且在相同电压增益的条件下降低了在z源网络电容的电压应力,还能实现中点电位平衡。在此基础上又提出了升压能力更强的多单元开关电感增强型z源网络。仿真结果表明,改进SVPWM方法和新型拓扑对提高z源三电平NPC逆变器的升压能力十分有效。