基于主电路级联的最优PWM开关角的在线计算

针对PWM逆变器特定消谐(SHE)技术中开关角求解难度大的问题,利用Matlab曲线拟合技术可在线计算开关角的值.为了满足高压大功率应用领域的需要和实现波形的多重移相叠加,主电路采用级联多电平逆变器.主要研究了三相逆变器开关角初值计算规律和求解方法,给出了三相多电平逆变器消谐PWM模型及求解结果,实现了SHE技术的实时...     

基于Walsh变换的多电平逆变器谐波消除技术

将Walsh函数引入到多电平逆变器选择性消谐法(SHE)开关角的求解中.为此,在介绍Fourier-Walsh变换的基础上,得出了级联型多电平逆变器基于Walsh函数的消谐模型,并提出了一种快速求解消谐模型在基波幅值整个变化范围内开关角的全部解的方法.应用分析表明所提方法是可行的,级联型多电平逆变器开关角的解是关于基波幅值的分段线性方程.因此,所得的分段线性方程解决了逆变器SHEPWM技术在线求解开关角的难题.最后,多个算例的计算结果和实验结果证实了该方法的正确性.     

利用特定消谐技术进行PWM逆变器的设计

讨论了PWM逆变器特定消谐(Selected Harmonic Elimination)技术与载波SPWM技术相比的优点;以最常用的三相电压型逆变器为分析对象,研究了SHE技术的基本原理,总结出了非线性方程组中开关角初值的规律,给出了使用Matlab求解开关角的方法.将其应用于实际的PWM逆变器,通过实验结果验证了SHE技术的优越性.     

基于同伦算法的多电平逆变器SHEPWM控制技术

随着逆变技术的发展,特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术在逆变器脉宽调制(PWM)控制,尤其是高压大容量多电平逆变器控制方面受到广泛关注。利用同伦算法求解了七电平九个开关角度的消谐模型,分析了利用DSP事件管理器(EV)实现PWM输出时的一些弱点,并提出利用计数器实现对多电平逆变器的SHEPWM控制。实验结果证明了利用同伦算法求解开关角度的正确性和利用计数器得到多电平逆变器SHEPWM控制的各器件脉冲信号的可行性。这对改善多电平逆变器输出电压质量及简化硬件实现具有一定参考意义。     

NPC逆变器SHE-PWM开关角度的计算方法研究

以应用于高压变频调速装置中的三电平中点嵌位（Neutral Point Clamped)逆变器为研究对象，对特定消谐技术（Selected Harmonic Elimination PWM)的应用进行了分析与研究，针对用数值方法求解SHE－PWM开关角度时非线性方程组计算初值选择困难的情况，给出了采用解轨迹微分预估初值的计算方法，并总结了调制比m=0时的开关角度解初值公式；实际计算结果表明：该文提出的方法在数值计算中可以得到快速收敛和准确的结果，并通过计算结果分析了SHE－PWM技术应用于NPC逆变器时所能达到的最大调制比，且其计算结果得到实验验证。     

吴方法在电力电子逆变器消谐技术中的应用

该文将吴方法引入电力电子逆变器选择性消谐法（SHE）开关角实时求解中。为此，首先在介绍吴方法原理基础上，探讨其在逆变器选择性消谐法中应用的可能性，然后通过建立三相半桥式双极性控制逆变器的消谐模型，提出基于吴方法的双极性控制逆变器开关角实时求解方法。结果表明用吴方法求解消谐模型可以得出消谐模型的全部解。为了实现开关角的实时计算，只需将吴方法计算出的结果拟合成对应于调制比的线性方程组，并用此方程的解作为初值，就可利用牛顿迭代法在线计算开关角。文中用具体算例证明提出方法的正确性。     

特定消谐技术开关角计算方法的研究

基于三相半桥式电压型逆变器,研究了特定消谐(SHE)的数学模型.针对SHE开关角计算难度大的问题,给出了开关角计算初值选取方法.算例结果表明该初值选取方法能够实现迭代计算快速收敛,并得出了SHE的过调制特性.对SHE做了仿真实验,结果验证了利用初值选取方法计算的开关角对抑制特定谐波是有效的;该方法对SHE实用化有一定的参考价值.     

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。     

基于GA多电平逆变器SHEPWM控制技术

针对于传统数值算法在求解多电平逆变器特定次谐波消除脉宽调制(SHEWM)消谐模型时对开关角度初值依赖程度较高的问题,提出了采用遗传算法(GA)对多电平逆变器SHEPWM消谐进行求解的方法。该方法在无需初值的情况下,仅通过GA的优化计算即可得到满足各种消谐效果的开关角度解集。最后进行了仿真和实验验证,结果验证了该方法和所求取的开关角度解正确有效。     

三电平逆变器SHEPWM多组解计算方法

研究了应用于三电平NPC逆变器的特定消谐技术(Selective Harmonic Eliminated PWM,SHEPWM),针对目前文献只给出三电平SHE一组解的情况,给出了另外一组初值解经验公式,从而得到了三电平SHE的两组解.进一步研究发现在调制比较高时会存在更多组解,从而使解轨迹发生分岔现象.以开关点数N=7为例,首次给出了其在高调制比时的四组解以及开关角度随基波调制比变化的解轨迹.实际计算结果表明,利用本文所给经验公式可以快速准确得到SHE方程组的解.最后通过实验验证了文中所给四组解的正确性,并分析和比较了其谐波特性的差异,为实际应用中解的优化选择提供了依据.     

选择性谐波消除法在多电平逆变器故障调制中的应用

随着多电平逆变器应用的增多,其开关故障运行控制问题也尤为突出。将选择性谐波消除法SHE(selective harmonic elimination)应用到多电平逆变器的容错控制中,提出一种提高系统可靠性的新型方法。利用SHE方法通过只屏蔽故障单元,不降低非故障相逆变器的容量进行容错。原来的SHE方法只能修正电压幅值,通过改进SHE来修正相移角的容错控制方法,可以使逆变器输出均衡的线电压和负载电压。提出的SHE方法容错控制适用于多电平逆变器的不同拓扑结构,对逆变器的低次谐波消除效果较好,补偿谐波具有灵活性和实用性。仿真和实验结果验证了提出方案的有效性。     

Flying Capacitor Multilevel Inverter Control Considering Lower Order Harmonics Elimination Based on Newton-Raphson Algorithm

Newton-Raphson-based flying capacitor multilevel inverter modeling is investigated for capacitor voltage balancing. Without using voltage feedback, Newton-Raphson method determines the best switching pattern for maintaining nil mean current in all capacitors, hence minimizing the capacitor voltage fluctuation and eliminating certain harmonic orders. Flying capacitor multilevel inverter (FCMI) modeling is developed to work with the selective harmonic elimination (SHE) technique to obtain a programmable pulse generator for multilevel inverter commutation cell control. Theoretical results are verified by experiments and simulations for a flying capacitor four-level inverter. Results show that the proposed method does effectively eliminate a number of specific low order harmonics, and the output voltage is resulted in low total harmonic distortion and with balanced flying capacitors.     

四桥臂三相逆变器的特定谐波消除控制

提出了四桥臂三相逆变器的特定谐波消除控制(selected harmonic elimination ，SHE)方案。传统的SHE思想利用傅里叶分析建立消除低次谐波的方程，在单相逆变器和三桥臂三相逆变器中得到较广的应用，该文将SHE思想扩展应用于四桥臂三相逆变器中。4个桥臂开关管的控制脉冲产生思路为：①逆变器的3个桥臂采用SHE技术消除6k±1次谐波(其中k为1、2、3 …)；②通过第四桥臂产生和其余3个桥臂产生的3k次谐波相抵消的低次谐波。此方法消除了四桥臂逆变桥产生的所有低次谐波，输出电压总谐波含量(hTHD)小，开关频率低，适用于中大功率中高频输出的应用场合。采用本控制方法的四桥臂三相逆变器还具有不平衡负载下相电压不平衡度小、输入直流电压利用率高等优点。仿真研究和实验结果验证了理论分析结论。该文的拓展型SHE控制思想还可以扩展应用于M桥臂M-1相输出的场合。     

链式逆变器低开关频率的双波段研究

多电平逆变器是一种用多个直流电压电平来合成所需要的交流电压波形的电力电子装置.在研制这种多电平逆变器时,一个关键的问题就是如何来产生开关角度,并以此来生成基波电压且不产生特定的低次谐波.本文首先从数学的角度分析和推导了阶梯调制特定消谐方程组的模型.为了获得很宽的调制比,本文在吸收了梯形调制的在高调制比范围内连续调制优点的基础上,又提出了一种新的调制模式(模式B),并对这两种波段(Pattern A和B)采用同伦算法进行了求解.实验的结果证明了这种双波段调制模式的正确性.     

一种带储能的级联光伏逆变器的协同调制方法

提出一种带有储能的混合级联光伏逆变器结构,并针对该逆变器的结构和工作原理,提出基于特定谐波消去(SHE)与载波移相(PS-PWM)调制的协同调制方法。该逆变器将1个储能单元与数个光伏单元混合级联,储能单元使用SHE消除其输出电压中的部分低次谐波,光伏单元采用PS-PWM技术补偿储能单元输出中未被消除的低次谐波,从而进一步降低总的输出电压中谐波含量。仿真结果表明,对于储能单元与光伏单元的输出电压幅值和相位不同的情况,相比于采用单一的PS-PWM调制,采用协同调制方法的输出电压中低次谐波含量与总谐波失真(THD)均较低。     

采用IGCT电压型三电平逆变器的高压变频调速器

摘要： 集成门极换向型晶闸管(IGCT)的优良性能使其适合于实现高-高方式的高压变频调速装置。文中提出了基于IGCT中点箝位电压型三电平逆变器的高压变频调速装置主电路，并给出了一台6 kV/1 800 kVA高压变频调速装置的实现。装置交流输入侧采用变压器隔离的24脉冲整流电路来保证输入侧功率因数大于0.96，中间直流环节直流电压为10 kV，逆变部分采用中点箝位(NPC)电压型三电平逆变器输出三相6 kV线电压，每只开关器件由2只4.5 kV IGCT器件串联构成。逆变器采用变频的特定谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)，且输出侧采用LC滤波器来减小输出电压的谐波畸变率及dv/dt。装置采用IGCT作为电子开关进行输出过电流保护。装置实验表明，这种高压变频器具有很好的性能及可靠性。     

多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法的仿真研究

研究了多电平SHEPWM技术，针对1/4周期对称的多电平PWM波或阶梯波形，给出了根据波形直接确定傅立叶系数和多电平SHEPWM非线性方程组的方法；采用三角载波SPWM方法确定非线性方程组的初值，保证和加速了非线性方程组迭代过程的收敛；以五电平为例，对多电平逆变器的SHEPWM方法，用POWERSIM专用仿真软件进行了仿真研究，结果证明：多电平SHEPWM非线性方程组形式和求解过程简单，易于收敛；根据非线性方程组求得的最终波形不受参考波形限制，能够根据调制比的变化而自动调整；当调制比小于一定值时，线电压所包含的电平数也会有所下降，以满足调制比变化和谐波消除的要求；直流母线电压利用率高；谐波消除效果非常理想，输出波形质量高，是多电平变换器的一种非常有效的控制策略。