基于无扇区判断的SVPWM控制Z源逆变器的研究

主要研究的是SVPWM控制技术在三相Z源逆变器中的应用,并分析了在不同的直通占空比下逆变输出的电压大小情况。采用新型的SVPWM算法,无需复杂的坐标变换和扇区判断。在MATLAB/Simulink中对其进行分析和仿真实验,结果证明理论的正确性。     

准Z源逆变器SVPWM直通调制策略改进

基于SVPWM直通调制策略的准Z源逆变器应用越来越广泛,可实现在同等电压增益下调制度达到最大,从而减小开关器件的电压应力.直通零矢量六分段SVPWM调制策略对零矢量时间的利用率较低,只能达到75％,因此提出直通零矢量八分段的SVPWM调制策略,以最大程度利用零矢量的时间,理论利用率达到100％,在此基础上不增加开关频率...     

Z源逆变器

传统电压源逆变器和电流源逆变器有着一些不足之处,一种新型的逆变器—Z源逆变器的出现,解决了传统逆变器的不足。本文介绍了Z源逆变器的提出背景,并详细阐述了Z源逆变器电路结构和工作原理,最后说明了其优点及发展前景。     

基于开关耦合电感单元的Z源逆变器

在常见的几种Z源逆变器拓扑结构的基础上引入一种开关耦合电感单元,提出了基于开关耦合电感单元的Z源逆变器。这种逆变器利用开关耦合电感单元取代传统Z源逆变器中Z源网络的电感,可以提高Z源逆变器电压增益。研究发现,利用的开关耦合电感单元个数越多,开关耦合电感单元一二次侧电压变比越大,Z源逆变器电压增益能力越强。以由2个电压变比都为2的开关耦合电感单元组成的Z源逆变器为例进行了仿真和实验,仿真与实验的结果验证了理论分析的正确性。     

一种抑制Z源逆变器共模电压的PWM方法

根据临近三矢量脉宽调制原理,提出一种适用于两电平Z源逆变器的抑制共模电压调制方法,该方法通过比较2条调制波信号与1条载波信号,产生的脉宽调制信号分别控制逆变器每相桥臂的上、下2只开关管,并给出了2条调制波的生成方法。对所提调制方法的适用性进行了分析,结果表明该方法不存在调制比使用限制。仿真及实验结果均证实,所提出的抑制Z源逆变器共模电压的调制方法,不但可以将Z源逆变器输出共模电压限制在逆变桥输入电压峰值的1/3,而且输出电压不存在低次谐波畸变。     

Z源逆变器直流链电压滑模控制研究

提出一种Z源逆变器直流链电压的滑模控制方法。首先指出直通占空比至Z源网络电容电压和直通占空比至直流链电压的传递函数均含有右半平面零点,但基于控制电容电压的间接控制比控制直流链电压峰值的直接控制更为优越;在此基础上,设计了以电感电流误差、电容电压误差和电容电压误差的积分为状态变量的直流链电压滑模控制器,推导了控制律和使系统满足存在条件和稳定条件的滑模系数范围。所设计的滑模控制器比PI控制器具有更快的动态响应,而且工作状态在较大范围变化时可保证系统稳定,鲁棒性强。通过仿真和实验证明了直流链电压滑模控制器的有效性。     

光伏并网用新型开关电感准Z源逆变器的研究

针对传统开关电感准Z源拓扑升压能力不足,无法适用于新能源领域的问题,提出了一种改进型开关电感准Z源拓扑,在传统拓扑中增加了一个开关器件和一个二极管。采取3次谐波注入控制策略,在相同的低直通占空比下,即可有效提升直流链电压增益;同时拓宽了调制度范围,确保了输出电压质量;拓扑结构的优化降低了元件电压应力,减小了电感电流纹波。通过理论分析,仿真对比与实验验证了新型拓扑的优越性。     

单相准Z源逆变器二倍频纹波的抑制及应力分析

单相准Z源逆变器(Quasi-Z-Source Inverter,QZSI)可在单级系统中实现DC-DC与DC-AC变换,但其直流侧含有二倍频纹波,在应用中受到限制。讨论基于有源功率解耦的单相QZSI二倍频纹波抑制方法,针对逆变器有输出无功的情况,提出逆变器功率因数角在[-π/2,π/2]内变化时桥臂的电压、电流应力分析和推导方法。基于电压应力最小原则,给出新增回路交流解耦电容取值及其电压参考值的整定方法,并设计闭环控制策略。最后,通过仿真及实验结果验证相关理论的正确性和有效性。     

改进型开关电感准Z源逆变器

为克服传统 Z 源逆变器的不足,提出了一种改进型开关电感准 Z 源逆变器,用自举电容代替了传统开关电感中的一个二极管。与前人提出的拓扑相比,改进型拓扑不但提高了升压能力,保证了输出波形的质量,而且使电容及开关器件的电压应力得到了降低,同时也减小了电感电流的脉动。对改进型拓扑结构进行了理论分析,仿真及实验结果验证了该拓扑的可行性。     

基于准Z源逆变器的SVPWM控制系统设计

随着新能源发电技术的兴起,逆变器在微电网并网过程中发挥着重要作用。采用准Z源逆变器的空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）策略,可以提高直流电压利用率和逆变器的输出侧电压。以准Z源逆变器为研究目标,在分析其工作原理的基础上,深入研究其空间矢量脉宽调制方法,明确SVPWM控制在准Z源逆变器的可行性。在此基础上,根据准Z源逆变器的SVPWM控制系统原理图,搭建实物电路,测量准Z阻抗网络电容电压、直流电压和交流电压,结构验证了准Z源逆变器SVPWM调制的正确性与可靠性。     

基于Z源电容电压变化的并网电流控制策略

Z源逆变器属于单级系统,具有结构简单,允许逆变桥同一桥臂上下功率器件直通,输出波形畸变小等优点,在光伏发电等输入电压变换范围比较大的场合具有很好的应用前景。在光伏并网系统中,并网电流的频繁变化将会对电网的电能质量带来负面影响。为此,本文结合单相Z源光伏并网逆变器的特点,提出了通过Z源电容电压变化来调节并网电流幅值的控制方法。该方法能够减小并网电流的波动,从而改善并网电流的波形质量。实验结果证明了该控制策略的有效性。     

Z源NPC三电平变换器恒功率并网控制策略研究

Z源中点钳位式(NPC)三电平变换器把逆变和升压两种环节结合在一起,结构简单、工作效率高,但是针对这种结构输出的无功功率研究较少。提出了一种Z源NPC三电平变换器的恒功率并网控制策略。首先对这种变换器的结构及原理进行分析;再把恒功率控制引入到这种变换器的并网控制中,并采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)实现了变换器的并网控制。MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了这种变换器能够提高电压升压比。该控制策略可使变换器输出的有功功率、无功功率稳定于设定值,且并网电流谐波较低。     

Z源/准Z源逆变器在光伏并网系统中的电容电压恒压控制策略

Z源逆变器(ZSI)/准Z源逆变器(qZSI)利用独特的阻抗源网络和直通调制手段,可在单级系统中同时实现升/降压和直流-交流逆变的功能,适用于具有较大输入电压变化的光伏并网发电系统。本文以具有连续电流输入的电压源型准Z源逆变器为例,分析了基于ZSI/qZSI的光伏并网系统工作原理;针对ZSI/qZSI特殊的直通占空比与逆变调制系数制约关系,推导出ZSI/qZSI正常工作条件下的电容电压范围,提出ZSI/qZSI光伏并网系统的电容电压恒压控制策略。该控制策略将最大功率点跟踪(功率控制)和光伏系统入网电流控制(电能质量控制)解耦,简化了控制器设计,实现了ZSI/qZSI光伏并网系统的闭环控制和最大功率点跟踪,同时可确保在同等输出输入电压比的情况下开关器件电压应力最小。     

二次型Boost变换器工作模式及输出电压纹波分析

根据二次型Boost变换器输入电感和储能电感的工作模式,划分了二次型Boost变换器的工作模式区域,并分析了不同能量传输模式时输出电压的纹波特性。根据储能电感电流谷值与输出电流的关系,分析了二次型Boost变换器在开关管关断期间的能量传输模式:完全电感供能模式(CISM)和不完全电感供能模式(IISM),得出了CISM与IISM的临界电感值和临界工作条件。当储能电感工作于连续导电模式(CCM)时,二次型Boost变换器既可以工作于CISM,也可以工作于IISM;当储能电感工作于不连续导电模式(DCM)时,二次型Boost变换器只能工作于IISM。对于给定输入电感、负载、电容和开关频率的二次型Boost变换器,当储能电感工作于CCM-CISM模式时,输出电压纹波最小,输出电压纹波仅由开关管导通期间输出电容电压的下降幅度决定,与储能电感无关;而当储能电感工作于DCM-IISM模式时,输出电压纹波最大,输出电压纹波随着储能电感的减小而增大。最后,通过试验装置验证了理论分析的正确性。     

光伏逆变器中DC-link电容的选型计算

DC-link电容是光伏逆变器直流侧电路的重要组成部分,其设计选型对逆变器的性能、体积、重量及成本均有一定影响。以单级三相全桥拓扑的光伏逆变器为例,重点讨论了薄膜电容的额定电压、容量及纹波电流等参数所需满足的要求,进行了理论分析、计算和仿真,以期对实际应用中的电容选取提供参考。     

三相IGBT逆变器中的尖峰电压分析

母线排的杂散电感和开关过程中较大的di/dt会在IGBT上引起很高的尖峰电压,从而增加了逆变器的开关损耗,降低了可靠性。提出针对三相IGBT逆变器中尖峰电压的分析方法。首先利用有限元法对三相IGBT逆变器中两种不同类型母线排建模,分析提取母线排的杂散参数,接着在PSpice中建立逆变器各部分等效电路模型,利用该模型对IGBT逆变器中的尖峰电压进行仿真分析。实验研究表明,在不同负载电流下,仿真和实测尖峰电压在峰值和波形上都具有良好的符合度,表明该方法能够较准确地分析和预测逆变器中的尖峰电压。     

串并联双降压半桥逆变器输入电压脉动的分析

串并联双降压式半桥逆变器可输出多种规格的电网电压,应用在并网逆变器场合可提高其通用性。由于该逆变器存在串联和并联两种工作模式,因而会引起双降压式半桥逆变器总的输入电压脉动和两个输入分压电容的电压脉动。阐述了该逆变器的工作原理,分析了其在串、并联两种工作模式下对输入电压脉动的影响。分析结果表明,输入分压电容电压脉动与输出视在功率成正比,与输出电压频率、输入分压电容容值和输出电压有效值成反比。仿真分析和实验结果验证了理论分析的正确性。     

Z源逆变器的研究

Z源逆变器用一个独特的阻抗网络将电源和变换电路相耦合,因而拥有常规逆变器所不具备的既能升压又能降压的特性。介绍了Z源逆变器的工作原理和运行状态,推算出Z源逆变器的升压原理。仿真结果证明了Z源逆变器的升压能力及若选取合适的阻抗网络参数可使Z源逆变器工作于所需要的状态。     

改进Z源逆变器的三次谐波注入控制策略

改进Z源逆变器与传统Z源逆变器相比具有Z源网络电容电压低、有内在的抑制启动冲击的能力等优点.但基于简单升压控制的改进Z源逆变器存在功率器件电压应力大以及Z源网络电感电流纹波大的缺陷.本文将三次谐波注入调制策略应用于改进Z源逆变器,与简单升压控制相比,能有效减小功率器件电压应力和Z网络电感电流脉动.对这两种调制策略应用于改进Z源逆变的综合性能进行了对比分析.在理论研究的基础上,通过仿真和实验验证了三次谐波注入调制策略的优点.     

改善电动汽车动力性能的双向Z源逆变器控制策略

探讨了一种改善电动汽车动力性能的双向Z源逆变器控制系统,提出了母线电压提升的控制策略。文章定性分析了电动汽车在加速等工况下蓄电池组的电压跌落对驱动性能的影响。采用双向Z源逆变器拓扑,根据异步电机运行特性和车辆的动力性需求升高直流母线电压,针对电压降落较大导致的电机驱动力矩减少和电动汽车高速运行时电机输出功率不够的问题进行解决,改善其动力性能。对纯电动汽车Z源逆变器系统的性能进行了仿真和实验。结果证实了控制策略的可行性和有效性。